利用基因剔除小鼠模型研究miR-34a抑制乳腺癌的分子机制

The applicant have previouslydemenstrated that overexpression of miR-34a inhibited the proliferation,invasion and metastasis, induced cell apoptosis in breast cancer. Self-created TV-miR-34a (China invention patent) could express miR-34a efficiently and persistently, and inhibit spontaneous tumor formation and lung metastasis of MMTV-Wnt-1 transgenic mice. We also identified that TV-miR-34a could inhibit proliferation, invasion and induce apoptosisof breast cancer stem cells by targeting CD44 and Wnt-1 signaling. Although having some preliminary experimental information on the role of miR-34a in tumorigenesis, it's still lack the strong evidence in vivo. This project aims to construct the miR-34a knockout mouse models and use these mouse models to investigate the effects of miR-34a deletion on mouse spontaneous tumor formation, then further investigate the molecular mechanisms that miR-34a inhibit proliferation and invasion of breast cancer and breast cancer stem cells, thus reveal the mechanisms of miR-34a as a tumor suppressor. This project will provide experimental evidences for developing TV-miR-34a as a novel therapeutic strategie in breast cancer treatment.

申请者研究发现 miR-34a能抑制乳腺癌的生长、侵袭与转移，诱导乳腺癌细胞凋亡。自主发明的hTERT-VISA-miR-34a（TV-miR-34a，中国发明专利），可高效、持续表达miR-34a，具有抑制MMTV-Wnt-1转基因小鼠自发成瘤及肺转移的能力，并证实TV-miR-34a可通过靶向抑制CD44与Wnt-1进而抑制Wnt-β-catenin 信号通路，抑制乳腺癌干细胞的生长侵袭，诱导乳腺癌干细胞凋亡。尽管miR-34a在乳腺癌功能和作用机制上取得了一些初步结果，但仍然缺乏强有力的体内实验依据。因此，本项目通过构建miR-34a条件基因剔除小鼠模型，进一步明确miR-34a抑制乳腺癌及乳腺癌干细胞生长与侵袭的分子机制，从而全面揭示miR-34a在乳腺癌发生发展中的作用。为TV-miR-34a作为一种新的乳腺癌靶向药物提供实验依据。

乳腺癌是女性第一大恶性肿瘤。研究表明，miR-34a与乳腺癌发生、发展、侵袭和转移等密切相关。尽管研究者对miR-34a 在乳腺癌中的功能和作用机制上取得了一些初步结果，但仍然缺乏强有力的体内实验依据。因此，本项目通过构建miR-34a 条件性基因敲除小鼠模型，以明确miR-34a 抑制乳腺癌生长与侵袭的分子机制，从而全面揭示miR-34a 在乳腺癌发生发展中的作用。.该课题研究发现，miR-34a基因特异性乳腺上皮敲除小鼠在大小、形态、生殖发育等方面与对照组小鼠相比无明显差异。但芯片分析显示，与对照组小鼠相比，miR-34a基因特异性敲除的乳腺组织中存在大量差异表达的mRNA和lncRNA。为鉴定差异表达基因所集中的基因类别和通路，我们进行了GO（Gene Ontology）分析、KEGG通路分析和Reactome通路分析。结果显示差异基因主要集中在细胞粘附通路，表明miR-34a参与调控细胞侵袭与迁移。接着，我们在miR-34a特异性敲除后显著表达上调的mRNA和lncRNA中筛选miR-34a的靶标分子。我们发现Adam12和lnc015192均明显上调，且均为miR-34a的靶点。Adam12和lnc015192在乳腺癌细胞系中表达增高，敲低Adam12和lnc015192可抑制乳腺癌细胞的侵袭和转移，抑制上皮-间质转化（epithelial-mesenchymal transition，EMT），减少移植瘤小鼠模型的肺转移结节。而敲低miR-34a后，Adam12和lnc015192的表达上调，导致乳腺癌细胞发生侵袭和转移。.进一步的机制研究表明，lnc015192可以作为miR-34a的竞争性内源RNA（competing endogenous RNA，ceRNA），通过吸附miR-34a来调控Adam12的表达，以促进乳腺癌的侵袭和转移。临床上，miR-34a的下调经常在乳腺癌中出现，并与不良预后相关。我们通过构建miR-34a 条件性基因敲除小鼠，探索了miR-34a调控乳腺癌发生发展和侵袭转移的分子机制，为乳腺癌靶向治疗提供了坚实的理论基础和实验依据。