COX-2调控microRNA-21影响肝癌干细胞生物学特性及机制研究

Recently, we have found that in the patients with hepatocelluar carcinoma(HCC), microRNA-21 was significantly upregulated in the early recurrence group after hepatectomy, the cancer stem cell (CSC) markers of CD133 and EPCAM expression were increased significantly as well, which suggesting that liver cancer stem cell(LCSC) may be the source of HCC recurrence, and microRNA-21 may play an important role in the HCC recurrence. Recent evidence showed that activation of COX-2 or upregulation of microRNA-21 can promote cancer stem cell proliferation, invasion and metastasis, more interesting is that both COX-2 and microRNA-21 regulate the same target gene such as PTEN and PDCD4. Therefore, we speculate that there may be some potential correlation between COX-2 and microRNA-21 in the CSC. Here, we investigate whether COX-2 and microRNA-21 can promote the LCSC proliferation, invasion and metastasis.Then we explore whether COX-2 influence LCSC biologic characteristics through regulation of microRNAs-21/PTEN or microRNA-21/PDCD4. Furthermore, we detect whether the COX-2 inhibitor can down regulate microRNA-21 and inhibit LCSC proliferation, invasion.In this study, we hope to provide experimental evidence for prevention HCC recurrence with COX-2 inhibitor from the level of LCSC

我们前期研究发现，肝癌术后早期复发组microRNA-21表达显著上调，且肿瘤干细胞标志物CD133、EPCAM表达明显增高，提示肝癌干细胞可能是肝癌复发根源，microRNA-21在其中扮演重要角色。最近研究表明激活COX-2或上调microRNA-21可促进肿瘤干细胞增殖、侵袭和转移，而且两者存在共同靶基因PTEN和PDCD4，因此我们推测肝癌干细胞中COX-2与microRNA-21之间可能存在某种作用通路。本研究探讨COX-2和microRNA-21能否增强肝癌干细胞的增殖、侵袭和转移能力，并进一步证明COX-2是否通过调控microRNA-21/ PTEN或microRNA-21/PDCD4发挥作用，然后检测COX-2抑制剂作用于肝癌干细胞后microRNA-21下调程度及干细胞增殖、侵袭力是否受抑。旨在为使用COX-2抑制剂抑制肿瘤干细胞预防肝癌复发提供实验依据。

环氧化酶（cyclooxygenase-2，COX-2）是一个非常重要的肿瘤相关基因，已证实COX-2在多种肿瘤组织中呈现高表达，它能够抑制细胞凋亡，促进肿瘤细胞增殖、侵袭及转移，以及促进肿瘤血管生成，增强肿瘤细胞耐药性，与肿瘤发生发展密切相关。最新研究表明COX-2亦在调控CSCs增殖、自我更新、侵袭力及放疗敏感性等方面发挥重要作用。因此，以COX-2作为CSCs研究的一个切入点，有望为临床根治肿瘤和预防复发、转移提供新思路。目前，尚无相关研究证实COX-2参与调控肝癌干细胞，亦无相关研究报道COX-2抑制剂能够抑制肝癌干细胞特性，因此值得深入研究。.应用紫外光激发的流式细胞荧光活化分选法分选高转移潜能人肝癌细胞株HCCLM3中的SP细胞，SP细胞富集了肝癌干细胞，可能与其较高的转移潜能有关。同时发现不同转移潜能肝癌细胞株中存在不同比例的SP细胞，可能与肝癌的转移潜能有关。.从肝癌细胞株HCCLM3中分离SP细胞，探讨COX-2在SP细胞中高表达，COX-2过表达能够促进SP细胞干细胞特性，提示COX-2可能通过下调PTEN及PDCD4激活肝癌干细胞。塞来昔布能够抑制SP细胞增殖及克隆能力，诱导SP细胞凋亡，并对裸鼠皮下移植瘤有明显抑制作用，说明塞来昔布可能通过上调PTEN及PDCD4抑制肝癌干细胞特性。.COX-2发挥促癌作用主要是通过其合成PGE2,而其发挥促癌作用主要是通过G蛋白偶联的EP1。EP1在各种肿瘤中过表达，与肿瘤细胞的增殖、侵袭、转移有关。本研究发现COX-2在高分化组高表达，低分化组低表达。EP1在高分化组低表达，低分化组高表达。低表达组患者OS明显优于EP1高表达组，COX-2低表达组患者DFS明显优于COX-2高表达组。.microRNA-21在肝癌干细胞中呈现高表达。研究发现microRNA-21是肝癌干细胞中一个促进肝癌转移的microRNA。构建microRNA-21反转录病毒过表达载体，通过转染肝细胞癌细胞系MHCC-97H获得稳定上调microRNA-21的细胞株。发现microRNA-21上调后干细胞标志物CD13、Ep-CAM、CD90和OCT4的mRNA表达均上调。同时过表达microRNA-21后肝癌细胞侵袭和成瘤能力明显增强。microRNA-21增强肝癌的侵袭和成瘤能力可能与microRNA-21增强肝癌细胞干性有关。