miR-15a-3p和miR-16-1-3p通过负调控Twist1抑制胃癌细胞浸润和转移

Studies have shown that microRNAs (miRNAs) play important roles in regulating tumor development by controlling the expression of tumor suppressors or oncogenes. However, the aberrant expression of miRNAs and following molecular mechanisms in the development of gastric cancer are not well understood. Our previous studies shown that the expression of miR-15a-3p and miR-16-1-3p were significantly down-regulated in gastric cancer. Interestingly, miR-15a-3p and miR-16-1-3p can post-transcriptionally suppress Twist1 expression by miRNA-mediated gene silencing mechanism to impact the development of EMT in gastric cancer cells. In this proposal, we plan to conduct a series of cellular and molecular biology experiments, experimental animal models and clinical tissue samples to systematically investigate the mechanisms of miR-15a-3p and miR-16-1-3p regulate Twist1 and how they participate the development of gastric cancer. This project is expected to reveal a new mechanism of the development of gastric and the study will be possible to find an early marker of new clinical diagnosis of gastric cancer. To clarify the relevant mechanisms will also provide new ideas for the prevention and treatment of gastric cancer.

研究表明microRNAs(miRNAs)可以调控一系列肿瘤相关基因的表达影响肿瘤的发生发展，但miRNAs在胃癌中的异常变化及其调控的分子机制依然缺乏了解。我们前期的研究发现，在胃癌中低表达的miR-15a-3p和miR-16-1-3p可以通过miRNA介导的基因沉默机制来对Twist1进行转录后调控，影响胃癌细胞EMT的发生发展。在本项申请中，我们将利用一系列的细胞、分子生物学技术、实验动物模型以及临床组织样品，研究miR-15a-3p和miR-16-1-3p在浸润型胃癌中调控Twist1和参与胃癌的发生发展机制。该项目的成功实施可望揭示胃癌发生发展的一个新机制。该项研究将有可能找到新的胃癌临床诊断的早期标记，相关机制的阐明也将为胃癌的预防和治疗提供新的思路。

microRNAs（miRNAs）是一类新的基因调控因子，研究表明miRNAs可以调控一系列肿瘤相关基因的表达影响肿瘤的发生发展，但miRNAs在胃癌中的异常变化及其调控的分子机制依然缺乏了解。在本项研究中，我们深入探究了miR-15a-3p和miR-16-1-3p对Twist1的表达调控以及对间质上皮转化（EMT）进程的影响。生物信息学研究发现，Twist1基因的3’UTR上分别有一个miR-15a-3p和miR-16-1-3p的miRNA识别位点（MRE）。细胞转染实验显示，miR-15a-3p和miR-16-1-3p过表达可以显著抑制Twist1-3’UTR报告基因的荧光素酶活性和EMT信号通路相关蛋白如TWIST1，N-cadherin，α-SMA和Fibronectin的蛋白表达水平和基质水解蛋白酶MMP9和MMP2的活性进而抑制细胞迁移、侵袭、克隆形成能力和在裸鼠体内的成瘤能力。相反，抑制miR-15a-3p和miR-16-1-3p后显著上调了TWIST1， N-cadherin，α-SMA和Fibronectin的蛋白表达水平。最后，qPCR和Western Blot分析显示，miR-15a-3p和miR-16-1-3p在人胃癌组织中呈现很低的表达水平，而Twist1的mRNA和蛋白水平显著升高表明miR-15a-3p和miR-16-1-3p的异常下调可能对Twist1和EMT进程的异常调控以及胃癌的发生发展有重要贡献。综上所述，我们的结果表明Twist1是miR-15a-3p和miR-16-1-3p的直接靶基因，miR-15a-3p和miR-16-1-3p通过与Twist1-3’ UTR 上的MRE直接结合抑制Twist1及Twist1-EMT信号通路的表达。通过靶向Twist1，miR-15a-3p和miR-16-1-3p抑制胃癌细胞在体内和体外的生长及成瘤能力。总之，我们的研究揭示了miR-15a-3p和miR-16-1-3p在胃癌中Twist1的调控机制，miR-15a-3p，miR-16-1-3p和Twist1有可能可以被开发用于EMT相关的肿瘤和人类疾病的预防与治疗。项目已正式发表2篇SCI研究论文；此外，项目延伸部分还获得了一项国际PCT专利。培养硕士研究生2名；课题负责人晋升为助理教授。项目超额完成研究计划，达到预期的研究目标。