Dicer抑制结直肠癌发生的机制：靶向K-ras基因关键microRNA的发现及功能研究

We previously found that Dicer was down-regulated in the tumor tissues of colorectal cancer (CRC) and low expression of Dicer was most likely found in poor differentiated tumor tissues of CRC. Moreover, mice with intestinal specific knockout of Dicer showed inhibitory growth and development and severe inflammatory reaction in small intestine and large intestine. Notably, colorectal tumors were easy to be developed and even invasive adenocarcinoma of colon could be observed in chemical-induced Dicerloxp/+&Villin-Cre mice.Interestingly, microRNA profile analysis of Dicer Knockout cells discovered a group of microRNA targeting K-ras. Here, we suggested a key mechanism in which Dicer suppressed tumorigenesis of CRC by regulating a group of microRNA targeting K-ras gene. We will study the role of Dicer and its dependent microRNA in pathogenesis and progression of CRC in intestinal specific knockout of Dicer mouse model, cell models and clinical samples of CRC.

近期我们发现，临床结直肠癌组织Dicer mRNA 表达下调，分化低的结直肠癌组织Dicer 蛋白表达明显缺失；肠粘膜上皮条件性Dicer純合敲除小鼠的生长、发育明显受抑，其肠粘膜有明显的炎症反应；化学诱导肠粘膜上皮条件性Dicer杂合敲除小鼠更易发生肠肿瘤甚至浸润性癌改变；对Dicer稳定敲除细胞进行microRNA表达谱分析发现，靶向K-ras基因的microRNA明显富集。基于此我们提出Dicer抑制结直肠癌发生的重要机制，通过靶向K-ras基因关键microRNA起作用。本研究以前期建立的肠粘膜上皮条件性Dicer 敲除小鼠的动物模型为基础，结合结直肠癌相关细胞系及结直肠癌临床组织标本，从整体动物模型、细胞模型及临床标本等方面阐明Dicer及其依赖的靶向K-ras基因关键microRNA在结直肠癌发生及演进中的作用。

近些年越来越多的研究发现microRNA是一类进化保守的小分子非编码RNA，它们在不同疾病中都具有重要的作用。DICER是microRNA合成过程中重要的酶，在多种肿瘤中水平都显著下降，然而其在结直肠癌和肠炎相关肠癌中的作用及调控机制尚不清楚。通过对DICER芯片结果分析，我们发现DICER可能通过microRNA调节ErbB4水平；在本项目的大力支持下，课题组成员也对ErbB4在肠炎及肠炎相关肠癌中的作用和机制进行了深入研究。本项目结合大量的体外细胞实验、体内动物实验以及临床组织标本分析，较系统的从多方面研究了DICER和ErbB4在结直肠癌及肠炎相关肠癌发生发展过程中的作用及调控机制。主要取得了以下成果：.（1）基于动物实验和临床标本，我们发现DICER抑制肠癌及肠炎相关肠癌的发生和发展，并且对DICER的调控机制进行的研究。我们发现肠粘膜上皮细胞DICER敲低后，小鼠更易患肠炎及肠炎相关肠癌；通过对机制的深入研究，我们发现DICER敲低后导致细胞内miR-324-5p显著降低，从而伴随着两个与细胞骨架重构相关的蛋白HMGXB3和WASF-2水平的显著增加，进而促进细胞骨架重构，破坏了肠粘膜上皮细胞极性和肠粘膜屏障功能，导致肠炎及肠炎相关肠癌的发生（Sun et al. Oncotarget.2017)。这一研究拓展了人们对DICER在肠粘膜屏障功能和细胞骨架重构进程中的作用，并且为临床诊断和治疗结直肠癌提供了新策略。.（2） 我们对该课题的研究进行了适当的拓展和延伸。我们发现ErbB4敲除后小鼠更易患肠炎，且在DSS损伤后修复能力减慢；另外，用AOM合并DSS的方式诱导小鼠，ErbB4敲除后小鼠更易患肠炎相关肠癌。利用小鼠动物模型和结直肠癌细胞体外实验，我们发现ErbB4敲除激活细胞内胆固醇代谢途径，进而激活Kras水平，促进肠癌的发生发展（Ni et al. Carcinogenesis. 2018）。这一研究拓展了人们对ErbB4在肠炎及肠炎相关肠癌中的作用，为后续相关的研究提供可能。