miR-150抑制自噬体成熟促进非小细胞肺癌发生的分子机制研究

Our previous studies confirmed that miR-150 was highly expressed in NSCLC cells and tissues. We further found that miR-150 blocked the fusion of autophagosomes with lysosomes (autophagosome maturation), and that EPG5, which is the key regulator in autophagosome maturation, was the novel target of miR-150. Thus, we propose the hypothesis that upregulated miR-150 in NSCLC inhibits autophagosome maturation via targeting EPG5 and causes the accumulation of harmful substances such as variety of proteins and reactive oxygen species (ROS), which contributes to the oncogenesis of lung cancer. Therefore, this study will be explore the role of miR-150 in blocking autophagosome maturation via targeting EPG5 to promote NSCLC oncogenesis from three levels of cells, animal models and clinical samples. This research will reveal the important function and novel molecular mechanism of miR-150 in promoting NSCLC through inhibition of autophagosome maturation by targeting EPG5. Furthermore, it will verify that miR-150/EPG5/pathway is aberrant in clinical samples of NSCLC, which will provide a foundation for the prevention and treatment of NSCLC associated with miR-150 overexpression.

申请者前期研究证实miR-150在NSCLC细胞和组织中高表达，发现miR-150抑制NSCLC细胞的自噬体成熟，自噬体成熟关键基因EPG5是miR-150的靶标。据此提出“在NSCLC中，miR-150异常高表达，通过靶向抑制EPG5的表达，抑制自噬体成熟，导致ROS等有害物质积累，促进肺癌发生”的科学假说。为此，本项目将从细胞、动物和临床样本三个层面研究miR-150是否通过靶向EPG5抑制自噬、促进NSCLC发生。通过项目研究，揭示miR-150抑制自噬促进NSCLC发生的作用及其机制；证实miR-150通过靶向EPG5抑制自噬体成熟，发现miR-150抑制自噬的新机制；明确临床NSCLC样本中miR-150/EPG5/自噬通路存在异常，为miR-150高表达的NSCLC的诊治提供靶标。

肺癌是世界范围内癌症导致死亡的主要原因，其中非小细 胞肺癌（non-small cell lung cancer, NSCLC）占所有肺癌病例的近 80%。尽管临床上对于 NSCLC 新的诊断与治疗方法不断发展，但大 多数的 NSCLC 患者就诊时已处于晚期，失去了手术机会，而放、化 疗易产生耐药使得治疗效果不佳，NSCLC 的 5 年总生存率仅约 10%。 因此。进一步阐明 NSCLC 发生发展相关的分子机制，发现新的有效 的分子靶标迫切需要。近年来，大量报道发现自噬（autophagy）是多 种癌症（包括 NSCLC）发生发展的一个重要调控机制。而 microRNAs （miRNAs）通过调控自噬相关靶基因的表达在自噬调节过程中发挥 重要作用。我们前期研究发现 miR-150 在 NSCLC 中显著高表达，且 促进 NSCLC 恶性增殖与转移。同时，有研究表明两个重要的自噬标 志蛋白 p62 和 LC3 在 NSCLC 患者肿瘤组织中表达显著上调，且高表 达的 p62 和 LC3 与肿瘤的恶性程度以及 NSCLC 的低生存率和不良预 后显著相关。然而，miR-150 是否调控自噬促进 NSCLC 的发展以及 其分子机制尚不清楚。最后我们得出结论：1. miR-150 通过下调其新的靶蛋白 EPG5 的表达，抑制 NSCLC 细胞自噬体与溶酶体融合。2. EPG5 作为一个新的抑癌基因， 在 NSCLC 中低表达且与 NSCLC 高生存率相关。3. 转录因子 c-myc 促进 miR-150 转录和成熟过程，miR-150 介导的 NSCLC 细胞自噬体 与溶酶体融合受阻引起 p62、ER stress，ROS，DNA 损伤等累积，促 进 NSCLC 的发生发展。4. 小分子抑制剂 10058-F4 与 AZD5153 能显 著下调 c-myc 和 miR-150 表达，并在体内、外抑制 NSCLC 细胞增殖 和裸鼠移植瘤的生长，为 NSCLC 的临床诊断和治疗提供了潜在的新 的靶点。