MicroRNA-375在肝癌发生中的代谢调控作用和机制

肝癌是严重威胁人类健康的重大疾病，多发生于肝硬化的基础上，肝细胞恶性转化之初，就必须发生代谢改变以适应肝硬化条件下的低氧低能供微环境。然而，肝癌发生中代谢改变的分子机制仍知之甚少。研究表明，miR-375可感受微环境中葡萄糖的变化，调节糖代谢通路；而糖代谢改变正是肿瘤细胞的显著特征之一。前期工作中我们发现，肝癌中miR-375的表达显著下调，上调miR-375的表达可显著减弱肝癌细胞的恶性表型，生物信息学预测miR-375可能调控众多代谢相关的靶基因。本研究拟应用生物信息学和分子生物学技术，从细胞和整体水平揭示"慢性肝炎－肝硬化－肝癌"发展进程中肝脏miR-375的表达变化特点，以及miR-375在肝癌发生代谢调控中的作用，证实miR-375负调控糖代谢相关的靶基因是肝癌细胞代谢改变的分子基础，从肿瘤代谢的角度论证miR-375在肝癌发生中的分子机制并寻求干预策略，为肝癌的防治提供新选择。

肝癌是严重威胁人类健康的重大疾病且治疗手段缺乏,因此，其潜在的分子机制和治疗靶点研究是非常必要的。microRNAs（miRNAs）在肝癌发生中的重要作用越来越受到人们的重视，但miR-375在肝癌发生中的作用与分子机制仍知之甚少。在本研究中，我们应用miRNA芯片检测筛查了肝癌细胞与原代正常肝细胞的miRNA表达谱差异，获得了37个异常表达的miRNAs。在此基础上，应用定量PCR技术检测发现miR-375的表达在肝癌细胞和组织中是显著下调的。而且，在四氯化碳/乙醇诱导建立的大鼠慢性肝炎、肝硬化和肝癌的病理模型，以及人慢性肝炎、肝硬化和肝癌的临床样本，肝组织中miR-375的表达呈现出逐步降低的趋势。目前，我们已从3个角度发现了miR-375在肝癌中的作用和机制：①揭示了miR-375对肝癌恶性表型的抑制作用部分依赖于其对靶基因AEG-1的负调控作用。我们应用生物信息学以及分子生物学技术证实：miR-375通过直接负调控癌基因AEG-1，从而抑制肝癌细胞的增殖、克隆形成以及迁移/侵袭能力，并诱导肝癌细胞发生G1期阻滞和凋亡；相反，异位表达AEG-1，则可部分拮抗miR-375的抑癌作用；在肝癌移植瘤模型中，过表达miR-375可明显抑制肝癌的生长。②揭示了miR-375对自噬的抑制作用主要依赖其对自噬关键分子ATG7的调控作用。自噬，是一个涉及大分子和整个细胞器的自我消化和周转的代谢过程，也是肿瘤细胞针对缺氧微环境而进化出的一个重要的适应性反应。我们筛查发现， miR-375通过直接抑制自噬关键分子ATG7而可明显抑制低氧诱导的肝癌细胞的自噬。在导入miR-375的裸鼠肝癌皮下移植瘤模型中，肝癌细胞的自噬明显减少，且生长速度明显减慢，更易于发生坏死。③初步揭示了miR-375对肝癌细胞糖酵解代谢的抑制作用部分依赖其对糖代谢关键酶HK2的负调控作用。在“慢性肝炎－肝硬化－肝癌”病理发生过程中，肝组织HK2的表达逐步升高，且与miR-375的表达呈负相关关系。在肝癌细胞中初步揭示miR-375可通过负调控靶基因SP1而间接抑制HK2的表达，从而抑制肝癌细胞的糖酵解代谢。因此，我们的研究揭示了miR-375在肝癌发生中的抑癌作用和部分分子机制，证明了miR-375可以作为肝癌治疗的一个重要靶点。