lncRNA HOTAIR与MRTF-A协同促进肿瘤细胞迁移和侵袭的分子机制研究

Long non-coding RNAs (lncRNAs) are non-protein coding transcripts longer than 200 nucleotides, involves in various biological processes such as carcinogenesis and metastasis. HOTAIR (HOX antisense intergenic RNA), a lncRNA overexpressed in most human cancers, has been recognized as an oncogenic lncRNA. MRTF-A (Myocardin-related transcription factors A) is a powerful co-transcription factor of serum response factor and can promoted the cells migration and invasion. However, the regulative relation between HOTAIR and MRTF-A with metastasis in cancer are subjected to in-depth study. Our previous studies have demonstrated that MRTF-A can regulate the transcription of HOTAIR by binding the CArG box in HOTAIR promoter region by lncRNA chip, and HOTAIR may induce the expression of MRTF-A by quantitative proteomics. The migration capacity and invasiveness were reduced, when inhibited the expression of HOTAIR and MRTF-A simultaneously. With a variety of molecular and cell biology method, this study will further investigate the mechanism of synergistically promoting cancer cell migration and invasion by lncRNA HOTAIR and MRTF-A in vivo and vitro. And there is a positive feed-back between them. The intensive functional study will be carry out to fully understand the functions and mechanism, and provide the theoretical basis for cancer prevention and therapies, which will be of great theoretical and practical significance.

长链非编码RNA（lncRNA）具有复杂的生物学功能，如致癌作用和肿瘤转移。HOTAIR被认为是一种致癌型的lncRNA，在肿瘤的发生发展中起着重要作用。MRTF-A是血清效应因子（SRF）的强力辅助转录因子，可以促进肿瘤细胞迁移和侵袭。而HOTAIR与MRTF-A之间是否存在联系以及在肿瘤细胞转移过程中的调控关系都有待于深入研究。前期研究表明：lncRNA芯片证明MRTF-A可以通过SRF结合HOTAIR启动子区域的CArG box调控HOTAIR的转录；定量蛋白质组学证明HOTAIR参与调控MRTF-A表达；同时抑制HOTAIR与MRTF-A表达导致肿瘤细胞迁移和侵袭能力降低。本研究将进一步证明HOTAIR与MRTF-A在肿瘤细胞的转移过程中协同调控作用以及可能存在的正反馈机制。本项目的实施将阐述HOTAIR与MRT-A之间的具体调控机制，为肿瘤的防治和治疗提供理论基础，具有重大意义。

长链非编码RNA (lncRNA)参与了很多生物学过程的调控，与人类疾病的发生关系密切。MKL1是一类血清反应因子（SRF）分子，通过调控下游基因的转录，广泛影响到细胞的发育、生长、分化以及凋亡过程等等。关于lncRNA HOTAIR与MKL1之间的分子调控机制仍然不明确。本研究以此为出发点，选用人子宫颈癌细胞HeLa为研究对象，通过在细胞水平上对HOTAIR与MKL1之间的分子调控机制展开研究，并结合人子宫颈癌临床样品进行病理验证。. 在早期的研究中，我们发现HOTAIR可以调控MKL1的表达，为了进一步探索HOTAIR与MKL1之间的调控机制。通过生物信息学分析，我们发现MKL1是miR206的靶基因。同时miR206作为抑癌miRNA分子，在多种肿瘤中被报道能有效抑制肿瘤的生长与转移。通过luciferase、RNAi以及western实验，我们证实MKL1确实是miR206的靶基因。抑制HOTAIR的表达，miR206的表达水平显著性上调。RNA-FISH实验表明HOTAIR与miR206均主要表达在细胞质中，这也暗示我们HOTAIR与miR206在空间上存在直接调控的可能。以上结果表明：HOTAIR可能是通过调控miR206的表达，进而影响MKL1的表达从而调控肿瘤细胞的迁移与侵袭。. 同时我们也发现，HOTAIR可能影响MKL1在细胞中的分布。当HOTAIR表达水平下调时，MKL1更多的聚集在细胞质中，这也使得MKL1无法更多的参与调控下游基因的转录调控，从而影响下游基因的表达，进而影响肿瘤细胞的迁移与侵袭。这也可能是HOTAIR调控肿瘤细胞转移的另外一种途径。. MKL1作为一类重要的转录调控因子，通过与启动子区域的CArG box结合而调控基因的表达。我们通过生物信息学分析发现，HOTAIR启动子区域存在着这样的结合位点。通过luciferase，截断突变以及CHIP实验，结果表明：MKL1可以与HOTAIR启动子区域结合而促进HOTAIR的转录。因此，我们推测MKL1与HOTAIR之间可能存在一个正反馈调控机制。 . 以上结论对长链非编码RNA的研究提供了一种新的方向，同时对HOTAIR的功能进行了新的补充。为肿瘤的发生发展机制提供了新的思路，同时也为肿瘤的治疗以及新药的开发提供新的理论依据。