结直肠癌中抑癌基因DCP4的ceRNA鉴定及分子机制探讨

Loss of DCP4 plays a key role in the development of colorectal cancer. Recent studies demonstrated that ectopically expressed miRNA is another important factor which leads to DCP4 inactivation. Recent studies have proposed a new concept—by competing for the same pool of miRNAs with the target mRNA, competitive endogenous RNA (ceRNA) could regulate target gene expression through miRNAs..Previously, we have identified 4 candidate ceRNAs of DCP4 by bioinformatics tools and GEO database analysis. Our preliminary data suggested that VAMP24 could function as a ceRNA of DCP4. This project aims to evaluate the rest candidate ceRNAs of DCP4, to verify the miRNA-dependent regulation of DCP4 by ceRNAs; to investigate the effects of ceRNAs on the function of DCP4 and its signaling pathway through molecular biology techniques, such as dual luciferase reporter assay, construction of Dicer-deficient colorectal cancer cell line; and to further detect the correlation of DCP4 and ceRNAs in colorectal cancer tissues. Taken together, our study will clarify the epigenetic regulation of DCP4 by ceRNAs, and provide some new clues for the prevention and treatment of colorectal cancer.

抑癌基因DCP4表达下调在结直肠癌发生中起关键作用，转录后异常表达的miRNAs是导致DCP4功能失活的重要原因之一。近期研究报道，竞争性內源RNA（ceRNA）可通过竞争性结合靶基因的部分miRNAs从而调控靶基因的表达。前期工作中我们通过生物信息学预测及数据库分析筛选出4个DCP4的候选ceRNAs，并初步实验证实VAMP24可作为ceRNA调控DCP4的表达。本项目将在此基础上进一步鉴定其余可调控DCP4的候选ceRNAs；通过荧光素酶报告基因实验、构建Dicer稳定干扰的结肠癌细胞系等技术，明确ceRNAs通过miRNAs调节DCP4的分机制及其对DCP4功能和下游信号通路的影响；并在结直肠癌组织中检测ceRNAs与DCP4表达及临床资料的相关性，以期阐明ceRNAs以miRNAs为桥梁调节DCP4的表观遗传学调控机制，为结直肠癌的防治提供新思路。

本项目围绕“调控结直肠癌抑癌基因DCP4的ceRNA鉴定及其分子机制”开展了一系列研究工作。首先，我们通过生物信息学分析、筛选及实验验证，明确了USP3与DCP4之间的相互调控作用，以及二者间依赖于miRNA互为ceRNA的调控机制；其次，找到同时调控DCP4与USP3的miRNA——miR-224，并验证miR-224对DCP4和USP3的直接调控作用，说明其在ceRNA调控中所起的作用；此外，明确了USP3通过ceRNA方式调控DCP4影响结直肠癌细胞的侵袭转移；最后，临床结直肠癌组织样本检测分析结果提示，USP3和DCP4在肿瘤组织呈低表达，而miR-224则与之相反，在肿瘤组织呈高表达，三者具有显著相关性，且USP3表达水平降低提示病人预后不良。在课题进展过程中，我们对筛选到的DCP4的ceRNA分别进行了验证，并发现， USP3优于VAMP24、SMAD5和SP4，其对DCP4的调控作用更为明显，二者可通过miR-224实现ceRNA之间的相互调控作用，并进一步影响肿瘤细胞的侵袭转移。故我们对课题计划进行了必要的调整，以期得到更好的产出。此外，根据上述研究结果，我们应用lncRNA芯片、表达谱芯片和CGH芯片进行联合筛选，对结直肠癌肿瘤组织中与DCP4表达高度相关的lncRNA展开进一步研究工作，上述工作已获得北京市自然科学基金资助。综上，本项目明确了USP3作为ceRNA通过miR-224调控DCP4的分子机制。同时阐明了USP3对结肠癌细胞侵袭转移的抑制作用。课题从表观遗传学水平揭示了在结直肠癌发生过程中抑癌基因DCP4功能失活的另一可能分子机制，即通过USP3-miR224-DCP4之间的调控实现，上述研究国内外尚无相关报道，为结直肠癌的防治提供新的干预靶点，有一定的潜在应用价值。