miR-34s对LyGDI的靶向调控机制与非小细胞肺癌的放射敏感性研究

我们的前期研究表明，Rho蛋白家族的重要调控因子LyGDI，具有增强电离辐射诱导细胞凋亡的信号转导功能；并发现其在临床非小细胞肺癌（NSCLC）组织中上调表达，导致了肿瘤细胞的侵袭性和辐射抗性增强。针对该关键问题，我们首次提出利用小RNA分子miR-34s靶向抑制LyGDI的表达，来解决非小细胞肺癌的转移与辐射抗性问题。本研究拟用分子细胞生物学方法和电离辐射技术探究：①在P53缺失的细胞中，恢复miR-34s的表达对LyGDI的靶向抑制调控作用，并分析其抑制作用在肿瘤细胞的周期阻滞与凋亡中的功能；②miR-34s对LyGDI信号转导途径的调控机制；③在此基础上，建立体内模型实验，验证miR-34s在非小细胞肺癌中的辐射增敏作用。本研究旨在阐明miR-34s靶向调节LyGDI信号转导机制，并探索其在非小细胞肺癌治疗中的应用前景。为非小细胞肺癌的临床诊断、小分子干预治疗开辟新途径。

Rho蛋白的重要调控因子LyGDI，在非小细胞肺癌（NSCLC）中上调表达，导致肿瘤的侵袭和辐射抗性增强。针对该关键问题，我们利用miR-34s靶向抑制LyGDI的表达，来改善NSCLC辐射抗性。结果表明：一miR-34a能够靶标抑制A549和H1299细胞中LyGDI的mRNA和蛋白表达，并显著地增强了NSCLC的凋亡与放射敏感性，是P53非依赖性的。miR-34b/c同样具有放射增敏作用。此外，miR-34a和miR-34b/c的表达抑制A549细胞的增殖，24h和48h的抑制率分别为34%和60%。阻滞细胞于G1期和少量G2/M期。并且有28%的细胞出现衰老。二：探索其机制，发现miR-34a抑制LyGDI的表达，间接下调辐射抗性相关的COX-2表达而增强细胞的放射敏感性。此外，miR-34a增强了Rac1的膜定位而激活c-Jun和P38。miR-34s都能够直接抑制Bcl-2的表达，而激活Puma, Bax，其有助于细胞的凋亡和放射增敏。再者， miR-34a和miR-34b/c能够抑制Myc、PI3K信号通路上AKT、RhoA以及整联蛋白β-integrin的表达，促进失巢性凋亡而抑制细胞的增殖和侵袭。还可靶向调节CDK4，E2F3而阻滞细胞于G1/G2或永久性周期阻滞。miR-34a能够靶向抑制糖代谢酶Glut1和乳酸脱氢酶的表达而减少细胞糖吸收、乳酸和ATP的产生。过量ROS诱导了细胞凋亡。三：慢病毒miR-34s载体感染的A549细胞荷瘤试验，发现表达miR-34a以及联合2Gy辐射与对照（32±3.5天）比较，荷瘤小鼠的生存周期分别延长了1.88和2.19倍；荷瘤鼠肿瘤结节数量分别减少了59%和78%(21天); 肿瘤结节细胞的增殖与血管生成能力分别减少了73%和91%与79%和83%。miR-34b/c组和联合辐射组，荷瘤鼠生存周期延长了1.45和1.97倍，肿瘤结节数量分别减少了47%和57%。表明miR-34s在体内也具有抑制肿瘤生长和放射增敏功能。结论：miR-34s可以作为靶标基因改善临床恶性肿瘤的放疗抗性。重要的是miR-34s的多靶向特性，尤其对c-Myc, bcl-2家族，AKT等原癌基因的调控，都涉及细胞的代谢。因此，miR-34s在细胞糖、脂肪和氨基酸代谢的调控机制及其与肿瘤细胞的生长、放射敏感性之间的关系，亟待进一步的研究。