MiRNA/lncRNA/circRNA/tRF调控BIRC5基因异常表达抑制胃癌细胞凋亡及促进耐药的分子机制研究

Gastric cancer is with higher morbidity and mortality among the cancers and it’s of great significance to find novel biomarkers for early diagnosis and new molecular targets for gastric cancer. In our previous work, we have already found that the aberrant up-regulation of BIRC5 demonstrated in gastric cancer tissues inhibits the apoptosis and promotes the drug resistance of gastric cancer cells. On the basis of this finding and subsequent confirmation via microarray, bioinformatics analysis and experiments, we presume that linc-01973, which is located in the nucleus, can act as elncRNA to promote the transcription of BIRC5; After the transportation of BIRC5 mRNA from nucleus to cytoplasm, circRNA-405338 can act as ceRNA and competitively bind with miR-596、miR-3620-3p to prevent the degradation of BIRC5, up-regulating the expression of BIRC5; Meanwhile, the down-regulated tRF-1041 further lead to the aberrant up-regulation of BIRC5, a target of tRF-1041. On this foundation, we aim to investigate the molecular mechanism of miRNA, circRNA, lncRNA, and tRF on leading to the aberrant up-regulation of BIRC5 in gastric cancer cells. Further interfering the regulatory processes can reduce the expression of endogenous BIRC5 in gastric cancer cells, and then promotes the apoptosis and reduces the drug resistance of gastric cancer cells. Thus, we may provide new targets for the clinical treatment of gastric cancer.

胃癌是发病率和死亡率均居前列的恶性肿瘤，发现新的标志物及治疗靶点，意义重大。申请者在发现胃癌中异常高表达的BIRC5可抑制胃癌细胞凋亡及促进耐药的基础上，结合芯片、生物信息学及实验验证，推测定位于细胞核的linc-01973可作为elncRNA促进细胞核内BIRC5转录合成；当BIRC5 mRNA转运到细胞质后，circRNA-405338能够作为ceRNA竞争性结合miR-596、miR-3620-3p，保护BIRC5不受miRNAs的降解作用，从而上调BIRC5表达；同时，胃癌中低表达的tRF-1041进一步导致了其靶基因BIRC5异常高表达。在此基础上，本项目拟深入探讨miRNA, circRNA, lncRNA及tRF导致胃癌细胞中BIRC5异常高表达的分子机制。进一步干预各调控环节，下调胃癌细胞内源性BIRC5表达，促进胃癌细胞凋亡及降低耐药，将可能为胃癌的临床治疗提供新的靶点。

胃癌是世界范围内癌症相关死亡的主要原因，治疗选择有限，病人生存率低。随着对胃癌分子认识的提高，我们逐渐认识到胃癌是一组具有独特致病机制和活跃致癌途径的异质性疾病。正是这种分子多样性和常见的某些致癌驱动基因激活导致了胃癌治疗效果不佳。因此，深入研究胃癌发生发展的分子机制，确立可用于早期诊断和高危个体监测的基因标志，为胃癌的临床治疗提供新的靶点，具有特殊的重要性和迫切性。.BIRC5是凋亡抑制蛋白的重要成员之一，同时也是分子量最小的成员，BIRC5结构上的独特特征是存在一个杆状病毒重复序列结构域。BIRC5是一种进化上保守的真核蛋白，对细胞分裂至关重要，并能抑制细胞死亡。在生理情况下，BIRC5在健康的成人组织中很少表达，但在大多数癌症组织中表达异常上调。因此，BIRC5作为潜在的癌症治疗靶点受到了极大关注。.在国家自然科学基金委的资助下，项目顺利进行。本研究中，我们应用分子生物学和生物信息学手段，设计并开展了一系列体内外功能实验，旨在探索BIRC5基因在胃癌中的功能及相关机制，为胃癌治疗提供新的策略。我们明确了BIRC5在胃癌组织中的高表达及与临床病理特征和胃癌病人预后的相关性；提示BIRC5可能是胃癌发生发展中一个潜在的重要生物标志物。通过体内体外实验证实BIRC5促进胃癌细胞增殖，并降低胃癌细胞对化疗药物5-FU的敏感性；此外，通过构建裸鼠肺转移模型，证实BIRC5在体内促进胃癌细胞转移；并且BIRC5也显著抑制了细胞凋亡。确定了细胞质中的 circRNA-405338 可作为 ceRNA 竞争性结合 miR-596、miR-3620-3p，从而上调 BIRC5 的表达。证明了tRF-1041 可通过类似于 miRNAs 的调控方式，靶向负性调控 BIRC5。我们的工作为了解BIRC5在胃癌中发生发展的机制提供了参考，同时也为胃癌的早期诊断提供了新的思路和见解。同时，受本项目资助，共发表SCI论文5篇。培养研究生8名，其中博士6人，硕士2人。