胶质瘤中AKT/β-catenin信号转导通路转录调控miR-21的新机制

脑胶质瘤发病机制尚未明了，研究发现miR-21在胶质瘤中显著过表达，是胶质瘤的重要分子标签和治疗新靶标。我们前期研究发现胶质瘤主要信号通路AKT/β-catenin参与miR-21的表达调控；生物信息学预测β-catenin下游转录因子在miR-21启动子区有潜在结合位点。本课题拟探讨"胶质瘤中AKT/β-Catenin信号转导通路转录调控miR-21的新机制"。在确定AKT通过GSK-3β调控β-catenin通路转录活性的基础上，应用β-catenin通路阻断、异常累积激活以及突变激活这三种不同活性状态的细胞模型，获得胶质瘤中β-catanin信号通路对转录因子以及miR-21的调控关系，应用染色体免疫沉淀-PCR技术和荧光素酶报道基因质粒验证目标转录因子（TCF4和c-Myc）与miR-21的转录调控关系。本研究可以发现胶质瘤信号转导通路与miRNA-21转录水平异常调节的分子机制。

Wnt/β-catenin 和PI3K/AKT信号是与肿瘤发生，生长，增殖，和转移相关的重要通路。β-catenin为Wnt通路中关键作用因子,可与TCF4结合，形成β-catenin/TCF4复合物发挥转录调控作用。此外，miR-21作为一种癌基因，在多种肿瘤中发挥致瘤作用。我们的研究表明Wnt/β-catenin 和PI3K/AKT信号通路之间存在相互调控，并与miR-21 存在调控关系。主要集中在以下3个方面。1， 下调PI3K/AKT信号的活性，通过调控β-catenin 介导的转录抑制胶质瘤细胞的生长。我们发现PI3K抑制剂LY294002可以抑制胶质瘤细胞系LN229和U251的增殖和侵袭能力，并且可以下调β-catenin 通路成员Fra-1, c-Myc和cyclin D1的表达。体内动物实验也取得了相似的结果，瘤内注射LY294002不但下调了β-catenin 通路成员的表达，而且抑制了皮下肿瘤的生长速度。这些结果表明，PI3K/AKT信号通路调控胶质瘤细胞的增殖，部分是通过调节Wnt/β-catenin通路来实现的。2，β-catennin/TCF4复合物可转录调控胶质瘤中AKT1和AKT2的表达，并且阻断β-catenin信号后可通过抑制多个癌基因的表达抑制EGFR信号通路的活性。在这些研究中，我们证实在AKT1和AKT2的启动子区存在β-catenin/TCF4结合位点，下调β-catenin后，EGFR, STAT3，AKT1和PAKT的表达均下降，并且EGFR通路的下游基因也随之下降。这些结果表明Wnt/β-catenin信号通路调节胶质瘤细胞的增殖和侵袭一定程度上是通过调控EGFR信号通路来发挥作用的。3. miR-21的表达受β-catenin/STAT3通路的调控，下调miR-21的表达可以抑制EGFR信号通路的活性。我们发现在人脐静脉内皮细胞和胶质瘤细胞中，β-catenin可以调控miR-21的表达，并且这一调控过程依赖于STAT3的活性。进一步的研究证实在miR-21上游启动子区存在一保守的STAT3结合位点。此外，当下调miR-21表达则可通过抑制EGFR信号通路的活性抑制胶质瘤的生长。总之，Wnt/β-catenin和PI3K/AKT信号通路相互作用并通过转录调控miR-21的表达，促进胶质瘤细胞生长，增殖和侵袭能力。