Cancer Cell:康成客戶中山大學宋爾衛(wèi)組乳腺癌新成果

瀏覽次數(shù)：3041　發(fā)布日期：2015-3-16　來源：本站　本站原創(chuàng)，轉(zhuǎn)載請注明出處

中山大學孫逸仙紀念醫(yī)院乳腺腫瘤中心宋爾衛(wèi)教授主要從事乳腺癌的生物學特性及治療學基礎(chǔ)研究，在非編碼RNA調(diào)控腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移及靶向?qū)胄》肿覴NA抑制腫瘤轉(zhuǎn)移的研究方面有杰出工作。近期，宋爾衛(wèi)教授課題組利用Arraystar Human LncRNA芯片發(fā)現(xiàn)了能抑制乳腺癌腫瘤轉(zhuǎn)移的新lncRNA分子——NKILA。NKILA能夠與經(jīng)典的NF-kB信號通路相互作用，通過結(jié)合NF-kB/IkB抑制了IKK誘導(dǎo)的IkB磷酸化，使得NF-kB信號通路失活，從而抑制乳腺癌腫瘤轉(zhuǎn)移。該研究成果刊登在國際頂級期刊Cancer Cell（影響因子23.893）。（芯片實驗由康成提供技術(shù)服務(wù)）

研究背景

NF-kB是一個在炎癥、免疫、細胞增殖和細胞分化等過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用的轉(zhuǎn)錄因子。NF-kB是聯(lián)系炎癥與腫瘤的關(guān)鍵分子，炎癥條件下，NF-kB組成性持續(xù)激活，促進腫瘤細胞侵襲和轉(zhuǎn)移。lncRNAs是一類轉(zhuǎn)錄本長度超過200nt的RNA分子，無蛋白質(zhì)編碼功能。近來的研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA在多個層面調(diào)控基因表達，并且能夠調(diào)控腫瘤細胞增殖、凋亡、轉(zhuǎn)移、代謝、衰老和抗藥性。但是lncRNA在NF-kB信號通路和腫瘤相關(guān)的炎癥反應(yīng)中的作用尚不清楚。宋爾衛(wèi)教授課題組本次研究目的在于揭示lncRNA與NF-kB信號通路及乳腺癌腫瘤轉(zhuǎn)移間的關(guān)系。

研究思路

研究表明，炎癥因子能夠激活乳腺癌細胞中的NF-kB信號通路。作者利用Arraystar Human LncRNA芯片檢測多種炎癥因子((TNF)-a, IL-1b 和LPS)處理的乳腺癌細胞(MDA-MB-231)。與PBS處理的對照組比較，炎癥因子處理的乳腺癌細胞中分別有23個上調(diào)10倍的lncRNAs和28個下調(diào)10倍的lncRNAs。其中，NKILA在三組炎癥因子處理中均上調(diào)12倍以上，并且Northern blot和RT-PCR證實NKILA在炎癥因子處理的乳腺癌細胞中顯著增加。作者隨后利用一系列生物學手段對NKILA的特征進行揭示：5’-和3’-RACE實驗獲得NKILA全長序列；序列分析顯示NKILA不具有編碼蛋白質(zhì)的能力；熒光原位雜交(FISH)結(jié)合共聚焦實驗顯示NKILA主要定位于細胞質(zhì)，并通過核質(zhì)分離實驗得到驗證。

對于NKILA的功能，體外細胞實驗顯示，在乳腺癌細胞中NKILA能夠顯著促進細胞凋亡，抑制腫瘤細胞侵襲，這與NF-kB抑制細胞凋亡、促進腫瘤侵襲的功能相反。體內(nèi)動物實驗顯示，對于異種移植乳腺癌細胞的小鼠模型，過表達NKILA能夠降低NF-kB活性，抑制腫瘤轉(zhuǎn)移，小鼠生存時間長；反之，沉默NKILA能夠增加NF-kB活性，促進腫瘤轉(zhuǎn)移，小鼠生存時間短。

為了研究NKILA與NF-kB信號通路的關(guān)系，作者分別利用RNA-IP、RNA pull-down、RNA EMSA、蛋白-RNA結(jié)構(gòu)分析、熒光素酶報告基因、ChIP和EMSA等實驗進行探索。數(shù)據(jù)表明NF-kB能夠結(jié)合NKILA啟動子，促進NKILA基因表達。在轉(zhuǎn)移性乳腺癌中高表達的miR-103/-107能夠快速降解NKILA，抵消NF-kB對NKILA的促進作用。同時，作者發(fā)現(xiàn)NKILA可結(jié)合NF-kB/IkB形成穩(wěn)定的復(fù)合物，并直接遮蓋IkB的磷酸化motif，由此抑制了IKK誘導(dǎo)的IkB磷酸化以及NF-kB激活，形成負反饋。

作者進一步利用多達上千例的乳腺癌臨床標本研究NKILA的臨床意義。原位雜交實驗顯示，NKILA在癌旁組織中高表達，在低轉(zhuǎn)移的乳腺癌組織中表達降低，在高轉(zhuǎn)移的乳腺癌組織中表達水平最低。RT-PCR結(jié)合生存曲線表明，高表達的NKILA與乳腺癌患者的不良預(yù)后密切相關(guān)，可以作為潛在的乳腺癌預(yù)后生物標記物。

技術(shù)路線

結(jié)果展示

圖A. RT-PCR驗證結(jié)果顯示NKILA在三種炎癥因子處理的乳腺癌細胞中表達水平顯著升高，與芯片數(shù)據(jù)相符；

圖B. RT-PCR結(jié)合預(yù)后K-M曲線，顯示NKILA高表達與乳腺癌預(yù)后不良密切相關(guān)；

圖C. 圖示miR-103/-107與NKILA的結(jié)合位點，熒光素酶報告基因?qū)嶒灤_認miR-103/-107調(diào)控NKILA表達水平。

圖D. 模型展示：在轉(zhuǎn)移性乳腺癌中，NF-kB活性高，促進NKILA表達；而在轉(zhuǎn)移性乳腺癌中高表達的miR-103/-107能夠快速降解NKILA，抵消NF-kB對NKILA的促進作用。

研究意義

該研究首次揭示了lncRNA與NF-kB信號通路的關(guān)系。轉(zhuǎn)錄因子NF-kB通過結(jié)合NKILA啟動子，促進NKILA基因表達。在轉(zhuǎn)移性乳腺癌中高表達的miR-103/-107能夠快速降解NKILA，抵消NF-kB對NKILA的促進作用。大量實驗表明NKILA可結(jié)合NF-kB/IkB形成穩(wěn)定的復(fù)合物，并直接遮蓋IkB的磷酸化motif，由此抑制了IKK誘導(dǎo)的IkB磷酸化以及NF-kB激活，形成負反饋。在炎癥條件下，NKILA對于阻止NF-kB信號通路在乳腺細胞中的過度激活起到關(guān)鍵作用。同時，大量乳腺癌臨床標本的研究表明，高表達的NKILA與乳腺癌患者的不良預(yù)后密切相關(guān)。這些研究提供了乳腺癌的潛在治療靶點和預(yù)后生物標記物。

原文出處

A Cytoplasmic NF-kB Interacting Long Noncoding RNA Blocks IkB Phosphorylation and Suppresses Breast Cancer Metastasis. Cancer Cell, 2015, 27, 370–381.

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