miR-15-16抑制缺氧微环境介导实体瘤远端转移的机制研究

缺氧是实体瘤物理微环境的固有特征，不仅能够诱导肿瘤细胞对放、化疗的耐受性，还可以促进肿瘤细胞的恶性生物学行为的发生，但是目前缺氧微环境形成以及肿瘤细胞应对缺氧微环境的机制尚不清楚。大量研究显示，缺氧微环境能够导致多种microRNAs的水平变化，且microRNAs的改变对于肿瘤缺氧微环境的形成和应对至关重要，但是缺氧相关microRNAs参与肿瘤发生、发展的具体机制尚待进一步研究。本课题组的前期工作显示，缺氧微环境能够导致miR-15-16的下调，进而可能在缺氧介导的实体瘤远端转移中发挥重要作用。因此，本研究将通过先进的分子生物学手段，探讨实体瘤缺氧微环境介导miR-15-16下调以及进一步参与调控实体瘤远端转移的具体机制，同时通过分析miR-15-16的水平及其变化情况与实体瘤患者临床、病理各项特征的相关性，探讨其临床价值。本课题将为提高实体瘤早期诊断、靶向治疗提供新的靶点和理论基础。

肿瘤细胞的生存依赖其对于微环境的适应能力。实体瘤细胞的恶性增殖需要大量氧和养分的供应，而现有循环系统往往不能满足这一需求，最终导致局部的缺氧微环境，因此缺氧是实质性肿瘤的固有特征。大量的研究也证实，缺氧是实体瘤患者预后不良的独立危险因素，而且缺氧微环境能够对肿瘤的发展产生一系列影响，包括肿瘤细胞增殖的抑制、肿瘤新生血管的生成和转移的促进。众所周知，转移是肿瘤患者预后不良的最主要原因之一，而肿瘤新生血管的生成又极大地促进了肿瘤细胞由原位灶向转移灶的移动。因此，深入研究缺氧微环境的形成机制和缺氧条件下肿瘤细胞的应对机制是提高肿瘤诊断、治疗和预后的重要途径。微RNA（miRNA）是一类介于21到23个核苷酸长度范围的非编码RNA分子，参与了很多生理或病理过程的调控，例如细胞的分化、增殖、调亡、肿瘤的发生和转移。研究显示，miRNAs与肿瘤缺氧微环境的形成以及肿瘤应对缺氧微环境密切相关，但是缺氧相关的miRNAs参与肿瘤发生、发展的具体机制目前尚不清楚。因此，通过对缺氧条件和正常条件下培养的结直肠癌细胞中miRNAs的水平进行了芯片检测、鉴定和比对，筛选出多条潜在的缺氧相关miRNAs。其中，缺氧介导的微RNA簇15-16（miR-15-16）转录抑制得到确认，统计分析显示该抑制与结直肠癌患者的肝转移以及预后不良密切相关。进一步的研究证实，miR-15-16通过成纤维细胞生长因子2（FGF2）实现对肿瘤新生血管生成和转移的调控。生物信息学分析和实验结果显示，miR-15-16的启动子区存在着三个转录因子c-Myc的结合位点，这些位点在缺氧介导miR-15-16转录抑制中发挥关键性的作用。缺氧条件下，缺氧诱导因子2α（HIF-2α）的水平升高促进c-Myc/Max二聚体的稳定性，进而抑制miR-15-16的转录。总而言之，缺氧微环境中，蛋白水平升高的HIF-2α导致c-Myc介导的miR-15-16下调，下调的miR-15-16失去对FGF2的转录后抑制进而促进了肿瘤新生血管的生成和远端转移。研究成果将有助于对实体瘤应对缺氧微环境机制的理解以及更有效地实体瘤预后标志物或治疗靶点的发现。论文已发表在《Oncogene》杂志上，杂志2013年影响因子8.559，同时在“2014全球华人遗传学大会”以及“第五届上海市医学会医学遗传学年会”上报告并被评为优秀论文。