长链非编码RNA MALAT-1与miR-200c交互抑制调控胰腺癌EMT及干性特征的分子机制

Previously, investigations on pancreatic cancer initiation and progression mechanisms only focus on key encoding genes, but neglect shedding an insight into non-coding RNA. Our preliminary studies have revealed that high level of long non-coding RNA MALAT-1 in pancreatic cancer could induce epithelial to mesenchymal transition (EMT) and enhance stem cell-liked phenotypes, promoting tumor invasion and metastases. But the underlying mechanisms remain unclear. We further found a reciprocal inhibition between MALAT-1 and miR-200c. In addition, MALAT-1 functioned as competing endogenous RNA could regulate ZEB1 and Sox2 expression. Interestingly, it has been previously verified that ZEB1 and Sox2 had a reciprocal inhibition with miR-200c. Based on the results above, we hypothesize that there might be a inhibitory circus of MALAT-1/miR-200c/ZEB1、Sox2”. We would like to verified the hypothesis from the molecular, cellular and animal models to clarify the reciprocal inhibition between MALAT-1 and miR-200c, and the concrete mechanisms of MALAT-1-mediated ZEB1 and Sox2 up-regulation, and explore the role of “MALAT-1/miR-200c/ZEB1、Sox2” inhibitory circus in EMT progression and enhanced tumor stemness in pancreatic cancer.

既往的研究多局限于胰腺癌发生和演进过程中一些关键编码基因的改变，对于非编码RNA及其调控机制研究较少。我们前期研究证实：高表达长链非编码RNA MALAT-1可诱导肿瘤细胞EMT，增加干细胞样特性，促进胰腺癌的侵袭和转移，但具体机制不清楚。课题组进一步研究发现，MALAT-1与miR-200c交互抑制；MALAT-1还可作为竞争性内源RNA调控ZEB1、Sox2表达；而ZEB1、Sox2又与miR-200c交互抑制。基于上述研究结果，我们推测胰腺癌中存在“MALAT-1/miR-200c/ZEB1、Sox2”抑制性环路。为证实该假说，该项目将从分子、细胞以及模式动物水平阐明MALAT-1与miR-200c直接交互抑制，以及MALAT-1上调ZEB1、Sox2表达的具体机制，深入探讨“MALAT-1/miR-200c/ZEB1、Sox2”抑制性环路在调控胰腺癌细胞EMT以及干性特征中的作用。

既往的研究多局限于胰腺癌发生发展中一些关键编码基因的改变，对于非编码RNA的作用及其相互调控机制研究较少。本课题前期研究发现：胰腺癌中高表达长链非编码RNA MALAT-1，其通过诱导肿瘤细胞EMT、促进血管新生以及增强细胞干性特征，促进胰腺癌的侵袭和转移，但具体机制有待进一步阐述。越来越多的研究证实长链非编码RNA和microRNA交互作用在肿瘤的侵袭和转移过程中扮演重要的角色。本项目在前期研究基础上，筛选出与MALAT-1相互调控的microRNA，即miR-200c。MALAT-1/miR-200c可形成一个新的抑制性环路，一方面MALAT-1发挥竞争性内源RNA功能抑制miR-200c表达，上调ZEB1水平；另一方面，miR-200c通过类似miRNA调控靶基因的机制，抑制MALAT-1表达。该抑制性环路是促进胰腺癌侵袭和转移的一个重要分子机制。临床数据分析进一步发现，MALAT-1与胰腺癌淋巴结转移、临床分期呈正相关，而miR-200c与淋巴结转移、临床分期呈负相关。MALAT-1/miR-200c两者表达呈负相关，都可作为判定胰腺癌预后的独立预后因素。相比较于MALAT-1低表达的胰腺癌患者，MALAT-1高表达预后较差；相较于miR-200c低表达的胰腺癌患者，miR-200c高表达预后较好。其中高表达MALAT-1同时低表达miR-200c的胰腺癌患者预后最差。此外，MALAT-1通过招募结合组蛋白甲基化转移酶EZH2于E-cadherin启动子区，协同抑制E-cadherin转录表达，可能是导致胰腺癌侵袭能力增强的另外一个分子机制。同时也提示：表观遗传修饰在胰腺癌发生发展过程中发挥关键作用。本研究进一步发现：联合应用组蛋白去乙酰化酶抑制剂SAHA和DNA甲基转移酶抑制剂5-Aza-CdR可通过抑制PI3K/AKT/PTEN信号通路，降低胰腺癌的细胞增殖和迁移能力。提示：研发靶向表观遗传学的分子靶点，可能是抗胰腺癌治疗的一个有效选择。此外，本项目也发现，激活的EGFR/p38-MAPK/Sp1信号通路通过上调COX-2表达，促进胰腺癌血管新生，但MALAT-1、miR-200c与EGFR/p38-MAPK/Sp1之间的关系，有待进一步研究。本课题通过对胰腺癌lncRNA与miRNA之间相互调控的机制研究，为阐明胰腺癌的发病机制及靶向治疗提供新的思路。