低氧诱导的miR-196a/miR-218表达异常在非小细胞肺癌EGFR-TKI耐药 中的作用及机制研究

EGFR-TKI drug resistance is the difficulty of drug treatment of non-small cell lung cancer and the mechanism is not entirely clear. Our preliminary study found that hypoxia was associated with EGFR-TKI resistance in lung cancer patients, miR-196a was significantly up-regulated and miR-218 was down-regulated and in lung cancer cells after hypoxia treatment, the promoter region of miR-196a and miR-218 had epigenetic modification, which may be regulated by HIF-1α/SP1 and HIF-1α/C-MYC . Furthermore, miR-196a may target XAF1 and WIF-1. MiR-218 may target ABCG2 and P70S6K1.Therefore, we propose a hypothesis that HIF-1α may recruit SP1/P300 and C-MYC/DNMT to regulate the abnormal expression of miR-196a and miR-218 through transcriptional activation and epigenetic modification and then regulate apoptosis, EMT, angiogenesis and other signaling pathways leading to lung cancer EGFR-TKI resistant.The aim of the present study was to elucidate the role of hypoxia-induced miRNA-196a / miRNA-218 expression in EGFR-TKI resistance from clinical, cellular to animal. The completion of the project will enrich the understanding of lung cancer EGFR-TKI resistance mechanism.

EGFR-TKI耐药是肺癌治疗的难点且机制仍不完全清楚。我们前期研究发现：低氧与肺癌EGFR-TKI耐药相关，低氧处理后肺癌细胞中miR-196a明显上调，miR-218明显下调，miR-196a和miR-218启动子区分别存在HIF-1α/SP1、HIF-1α/C-MYC结合位点和表观遗传修饰区域。miR-196a可能靶向XAF1和WIF-1，miR-218可能靶向ABCG2和P70S6K1。因此我们推测：低氧环境下，HIF-1α与SP1/P300和C-MYC/DNMT结合通过表观遗传方式转录调控miR-196a和miR-218的表达，进而调控凋亡、EMT、血管生成等信号通路导致肺癌EGFR-TKI耐药。本项目拟从临床、细胞、动物三方面阐明低氧诱导的miRNA-196a/miRNA-218表达异常在EGFR-TKI耐药中的作用及机制。项目的完成将丰富对肺癌EGFR-TKI耐药机制的认识。

随着EGFR突变的激活，NSCLC对EGFR酪氨酸激酶抑制剂(TKIs)的耐药性的发展是这种治疗的一个关键限制。 除了引起EGFR-TKI耐药的EGFR次级突变等遗传改变外，在不中断基因组完整性的情况下，低氧诱导的下游miRNA 表观遗传调控在EGFR-TKI耐药中发挥了重要的作用。在本研究中我们从临床样本，细胞实验及模式动物水平应用生物信息学分析，细胞转染，动物移植瘤等多种分子生物学方法，围绕着miRNA在非小细胞肺癌细胞EGFR-TKI耐药以及肿瘤形成方面开展的研究发要为以下结论：.（1）HIF-1α的高表达与EGFR-TKI耐药密切相关，HIF-1α可作为转录因子上调miR-196a的表达而下调miR-218的表达，从而导致EGFR-TKI耐药。 （2）miR-196a可能靶向XAF1和WIF-1，miR-218可能靶向ABCG2和P70S6K1导致EGFR-TKI耐药。（3）S6K1/MDM2信号轴是EGFR-TKI耐药发展的一种新的旁路机制。（4）通过特异性抑制剂PF-4708671阻断S6K1，协同增强TKI的疗效，而不显示毒性。（5） miR-7的低表达以及iR-214的高表达与非小细胞肺癌EGFR-TKI耐药密切相关，可能成为EGFR-TKI耐药的分子标志物。（6）miR-7的低表达以及miR-214的高表达与非小细胞肺癌患者使用EGFR-TKI后的不良预后相关。（7）miR-7的表达下降可以上调转录因子p65的表达水平，进而上调miR-214的表达导致对EGFR-TKI的耐药。. 本项目相关的研究成果发表SCI论文5篇，授权国家发明专利1项，获得江苏省科学技术三等奖1项，江苏省教育教学与研究成果奖一等奖1项，江苏省卫生计生委医学新技术引进二等奖1项。完成了项目申请书和合同规定的研究开发内容和目标。以上的研究结果将丰富我们对miRNA在肺癌发生发展以及EGFR-TKI耐药中发挥的作用和机制的认识，为我们寻找肺癌耐药的预后相关的分子标志物提供实验基础。