健脾化瘀解毒法靶向lncRNA-CCAT2调控miR-145抑制结直肠癌有氧糖酵解的机制研究

Aerobic glycolysis plays an important role in the development of colorectal cancer. miR-145 can inhibit aerobic glycolysis by down-regulating metabolic enzymes such as HK2, PKM2 and LDHA. lncRNA-CCAT2 has been proved as an important negative regulatory factor of miR-145. Previous clinical studies have shown that Jianpi Huayu Decoction，guiding by Strengthening the Spleen，Removing Blood Stasis and Detoxication therapy，could exert anti-colorectal cancer effect accompanied with regulating serum aerobic glycolysis and miR-145 levels. Further experiments confirmed that Jianpi Huayu Decoction could inhibit the expression of CCAT2 in colorectal cancer cells. Therefore, we hypothesize that Jianpi Huayu Decoction may inhibit the development of colorectal cancer by targeting CCAT2, which could up-regulating aerobic glycolysis via inhibiting miR-145. In order to reveal the scientific connotation of Jianpi Huayu Decoction in the treatment of colorectal cancer，the project intends to further clarify the role of Jianpi Huayu Decoction on aerobic glycolysis of colorectal cancer in vitro and in vivo, and the gene overexpression and knockdown techniques are used to explore the specific molecular mechanism of CCAT2 and miR-145.

有氧糖酵解在结直肠癌的发生发展中发挥重要作用，miR-145可以通过下调HK2、PKM2及LDHA等代谢关键酶抑制结直肠癌有氧糖酵解，而lncRNA-CCAT2是miR-145上游重要的负调控因子。前期临床研究显示：健脾化瘀解毒法指导下的健脾化瘀方具有抑制结直肠癌的作用，并可调控结直肠癌患者血清有氧糖酵解及miR-145水平。进一步实验证实：健脾化瘀方可以抑制结直肠癌细胞CCAT2的表达。据此我们提出假说：CCAT2通过抑制miR-145促进结直肠癌有氧糖酵解水平，而健脾化瘀方可能通过靶向CCAT2抑制结直肠癌的发生发展。本项目拟在此基础上，在细胞和动物模型中进一步深入阐明健脾化瘀解毒法（健脾化瘀方）对结直肠癌有氧糖酵解的调控作用，并利用基因过表达及敲减技术探讨其作用于CCAT2及miR-145的具体分子机制，以期揭示健脾化瘀解毒法指导下的健脾化瘀方治疗结直肠癌的科学内涵。

结直肠癌是临床最常见的恶性肿瘤之一，晚期结直肠癌治疗以靶向及化疗为主，但整体疗效欠佳。有氧糖酵解在结直肠癌的发生发展中发挥重要作用，miR-145可以通过抑制HK2、PKM2及LDHA等代谢酶抑制有氧糖酵解，而CCAT2是miR-145上游重要的负调控因子。本研究在肠癌细胞株中沉默 CCAT2 和 miR-145，观察细胞有氧糖酵解水平及miR-145 的变化。以阐明 CCAT2、 miR-145 在结直肠癌有氧糖酵解中的功能作用。结果发现，敲减CCAT2后，pre-miR-145表达水平下降，而mature miR-145表达水平显著提高；同时抑制miR-145可以逆转敲减CCAT2对肠癌细胞增殖及糖酵解的抑制作用。提示CCAT2可以通过抑制miR-145成熟，促进肠癌细胞增殖和糖酵解。健脾化瘀方临床用于结直肠癌的治疗疗效确切。本研究在结直肠癌细胞系及裸鼠动物模型上观察健脾化瘀方干预后葡萄糖、乳酸水平及 PKM2、 HK2、 LDHA 等有氧糖酵解关键酶表达水平的变化。小鼠肠癌模型中，健脾化瘀方可以显著抑制抑制皮下移植瘤的生长，延长生存期，同时健脾化瘀方抑制皮下移植瘤中乳酸水平及HK2、c-myc、PMK2表达，对LDHA无显著调控作用。细胞系中，健脾化瘀方可以抑制肠癌细胞增殖，促进凋亡，并抑制乳酸、糖酵解以及HK2表达。提示健脾化瘀方通过抑制糖酵解水平，进而抑制肠癌生长。随后本研究进一步在肠癌细胞株及裸鼠模型中观察健脾化瘀方对 CCAT2、 miR-145 表达的影响，并在健脾化瘀方干预的基础上过表达 CCAT2，观察细胞 miR-145 及有氧糖酵解水平的变化。结果显示健脾化瘀方可以抑制肠癌CCAT2表达，促进miR-145表达。体外过表达CCAT2可以抑制健脾化瘀方对miR-145及糖酵解的调控作用，提示健脾化瘀方通过CCAT2提高miR-145的表达，进一步抑制结直肠癌糖酵解水平。本项目的研究成果为健脾化瘀方抑制糖酵解治疗晚期结直肠癌的临床转化提供了可靠的实验依据。