miR-500a-5p在结直肠癌中的功能及其分子网络调控机制的研究

Colorectal cancer is a common malignant tumor in China. Its incidence has increased every year. Although the treatment methods are continuously improving, but there is no obvious improvement of the survival rate, which need further studies of the tumorigenesis and metastasis. Transcription factors and miRNA play key roles in both of transcriptional and post-transcriptional regulation. In our preliminary data, miR-500a-5p is downregulated in both colorectal cancer tissues and cell lines. Bioinformatics analysis indicates that HDAC2 may be a target gene of miR-500a-5p. It is reported that YY1 is overexpressed in several of malignant tumors. We show that there are several of YY1-binding elements in the promoter sequence of miR-500a-5p. Therefore, here are our hypotheses: YY1-overexpression induces the decrease of miR-500a-5p thus results in the overexpression of HDAC2 in colorectal cancer; inhibitor of HDAC regulates the transcription activity of YY1/p300/HDAC2 complex, increase miR-500a-5p expression level and promotes cell apoptosis. This proposal will be applied in cell lines, nude mice and colorectal cancer specimens, which is expected to apply the theoretical significance of tumorigenesis and development of colorectal cancer.

中国是结肠癌发病大国，其发病率逐年上升,虽然治疗手段有所改观，但近年来五年生存率无明显提高，发病和转移机制有待于进一步研究。转录因子和miRNA作为两种关键的调控因子在转录和转录后水平调控中发挥重要作用。预实验发现：miR-500a-5p在结直肠癌组织和细胞株中表达下调；生物信息学提示HDAC2可能是miR-500a-5p的下游靶基因；文献显示，YY1在肿瘤中高度表达，我们发现miR-500a-5p启动子存在多个YY1结合位点。因此我们设想：在结直肠癌中，YY1高度表达引起miR-500a-5p表达的降低，进一步导致HDAC2表达的增高；抑制剂HDAC调节YY1/p300/HDAC2转录复合物活性，提高miR-500a-5p表达水平，促进细胞凋亡。本项目将在分子相互作用、细胞功能、动物实验模型和肿瘤病人组织标本相关性等四个层次上展开深入研究，完成后对明确肿瘤的发生发展机制具有理论指导意义。

项目背景：目前已经发现多种miRNA在胃肠癌组织中异常表达，可调控胃肠癌的发生发展。我们在FHC与LoVo、SW620细胞系中，利用miRNAs芯片筛选差异表达miRNAs，其中有11个下调的，包括miR-500a-5p和miR-4490。预实验发现：miR-500a-5p在结直肠癌组织和细胞株中表达下调；另外发现miR-4490在胃癌细胞系和组织中的表达也是下调的。本项目将从体内体外实验探讨这两个分子在胃肠癌中的作用机制。..主要研究内容：qPCR验证miR-500a-5p 在结直肠癌细胞和组织中的表达情况；检测 miR-500a-5p对细胞增殖、凋亡/自噬、细胞周期、迁移及侵袭等功能的影响；利用生物信息学、miRNA芯片、双荧光素酶报告基因系统，验证miR-500a-5p与HDAC2基因的靶标关系；评估miR-500a-5p通过HDAC2对体外细胞生物学行为及成瘤性的影响。生物信息学预测miR-500a-5p的上游调控因子，ChIP、双荧光素酶实验评估转录复合物与miR-500a-5p启动子直接结合。另外，为了探索miR-4490在胃癌中的功能，我们进行了平板克隆、EdU、q PCR、western blot、ISH、IHC、流式细胞术和双荧光素酶报告分析评估POU2F1/miR-4490/USP22信号轴在胃癌细胞的生长、迁移和侵袭中的作用。..重要结果：大肠癌组织中miR-500a-5p的表达降低，miR-500a-5p低表达与恶性进展相关。miR-500a-5p直接靶向HDAC2介导结直肠癌增殖。p300/YY1/HDAC2转录复合物共同调控miR-500a-5p的表达。此外，miR-4490在胃癌组织和细胞表达下调，与胃癌恶性程度相关。miR-4490直接靶向USP22介导胃癌细胞增殖和转移。此外，转录因子POU2F1可以直接与miR-4490启动子结合位点结合调节它的转录。..关键数据：我们在人结肠正常上皮细胞株FHC与人结直肠癌细胞系LoVo及SW620，利用miRNAs芯片筛选出差异表达的miRNA有17个，对过表达miR-500a-5p的细胞进行转录组芯片分析，预测了大量相关的变化基因。..科学意义：为结直肠癌和胃癌的早期诊断和治疗提供新的线索，同时为相关的新药开发提供重要的分子靶点。.