双链嵌合microRNA用于治疗肝细胞癌的研究

It is a promising strategy to treat hepatocellular carcinoma (HCC) with compound microRNAs (miRNAs). However, this strategy still has some shortcomings, such as low efficiency of mature miRNAs and inconclusive side effect of miRNA*(the sense strand). It is widely accepted that miRNAs are posttranscriptional regulators of gene expression through directly degrading messenger RNA (mRNA) or indirectly repressing protein translation. This effect is based on complementary base paring between seed sequence region in miRNA and seed sequence region binding sites in mRNA. Since miR-26a and miR-101 are reported as HCC suppressor miRNAs, we created a kind of double-strand chimeric miRNA (CM) containing seed sequence regions of both miR-26a and miR-101. Then, we compared the suppression effect on known target genes among this CM and natural miRNAs. It was found that this CM could play more powerful role than both miR-26a and miR-101. Thus, CM might be a better strategy to treat cancers. In this study, we are eager for comparing the tumor suppression effect between the CM and natural miRNAs in vitro and in vivo. This study will not only extend the miRNA therapautic strategy in theory, but also have practical significance in the treatment of HCC.

联合使用多种microRNA(miRNA)用于肝癌的生物治疗是目前较新的研究策略，但存在联用后效率不高和miRNA*(sense链)作用不明等问题。miRNA主要是通过其5’端2-8位碱基（种子区）发挥抑制靶mRNA翻译作用的。大量工作证实，miR-26a和miR-101是抑制肝癌的miRNA。因此，我们选其各自包含种子区的一半（包括互补序列）进行反向拼接，组成一种两条链均为antisense链的嵌合miRNA。前期试验提示，单独使用该嵌合miRNA便能起到大于miR-26a和miR-101加合的作用，且不存在sense链的干扰。因此，嵌合miRNA可能是提高治疗效率并减少不明靶基因的理想方案。本课题拟通过细胞和动物水平实验，比较使用嵌合miRNA和单独或联合使用miR-26a、miR-101对肝癌恶性表型的抑制效率。本研究具有扩展miRNA治疗策略的理论意义，并对肝癌的治疗具有实际意义。

研究背景：.联合使用多种microRNA（miRNA）用于肝癌的生物治疗是目前较新的研究策略，但存在联用后效率不高和 miRNA*（sense 链）作用不明等问题。miRNA 主要是通过其 5'端2-8 位碱基（种子区）与靶mRNA上的对应位点结合，发挥抑制靶mRNA翻译的作用。文献和本课题组前期工作均证实，miR-26a 和 miR-101 是抑制肝癌的 miRNA，我们选取其各自具有种子区的一半（包括互补序列）进行反向拼接，组成一种新型双链嵌合miRNA。..主要研究内容：.1.比较嵌合miRNA对天然miRNA已知部分下游靶基因的抑制效率.2.考察嵌合miRNA和天然miRNA对肝癌细胞系基因表达谱的影响.3.在细胞和动物水平研究嵌合miRNA的功能.4.嵌合miRNA药物安全性分析.5.嵌合miRNA组成单元miR-26a在肝细胞癌中新功能的探索.6.潜在嵌合miRNA组成分子miR-7在恶性胶质瘤中功能的研究..重要结果和关键数据：.1.嵌合miRNA具有比天然miRNA更强的下游基因抑制作用.2.嵌合miRNA对肝癌细胞系基因表达谱的影响符合预期（即集合了两个抑癌miRNA的优势，且又未出现明显的副作用）.3.与联用两种天然miRNA相比，嵌合miRNA对肝癌细胞具有更强的抑增殖、促凋亡和抑转移作用.4.嵌合miRNA组成单元miR-26a可通过直接靶向PAK2，进而抑制肝细胞癌的转移.5.潜在嵌合miRNA组成分子miR-7可通过直接靶向XIAP，提高恶性胶质瘤对促凋亡药物（TRAIL）的敏感性..科学意义：.1.嵌合miRNA是两miRNA联用的有效高效形式。无论是将miRNA的前体形式（precursor）进行串联，还是将其成熟形式的化学模拟物（mimics）进行混合，均存在联用后效率降低的问题，但嵌合miRNA使用一个miRNA的体量，执行了两个miRNA的功能，大大提高了联用的效率。.2.嵌合miRNA克服了miRNA*的副作用。由于miRNA*与miRNA的功能不尽相同，甚至完全相反，且外源过表达miRNA时常常无法避免miRNA*的干扰。但嵌合miRNA的两条链均发挥miRNA的功能，成功解决了miRNA*作用不确定的问题。.3.嵌合miRNA为miRNA联用提供了一个新的样式，对后续miRNA联用策略的开发提供