JBC：肿瘤启动细胞miRNA新作用

中国RNAi领域顶级科学家最新JBC文章

　　

生物通报道：来自中山大学，上海交通大学，韩国淑明女子大学等处的研究人员发表了题为“MicroRNA 34c gene down-regulation via DNA methylation promotes self-renewal and epithelial-mesenchymal transition in breast tumor-initiating cells”的文章，报道了一种小分子RNA（microRNAs）在肿瘤启动细胞中的重要作用，这不仅有助于科学家们更深入了解miRNAs的作用机制，而且也有助于拓宽治疗乳腺癌等癌症疾病的研究思路。相关成果公布在JBC杂志上。

文章的通讯作者之一是中山大学附属第二医院宋尔卫教授，另一位通讯作者是韩国淑明女子大学等Jong Hoon Park。文章第一作者是宋尔卫教授研究组的于风燕博士。宋尔卫教授早年毕业于原中山医科大学，2006年被聘为“****”特聘教授。宋尔卫教授主要从事RNA干扰在疾病治疗的应用价值研究与巨噬细胞激活状态与疾病关系研究。他在小分子RNA（siRNA）治疗上的论著，两度登上英国《自然》杂志。

之前的研究证明，实体恶性肿瘤内存在一小部分成瘤能力强，分化程度低的细胞，这种细胞被称为肿瘤启动细胞（tumor initiating cells），这是一种带有干细胞特性的细胞，因此也被称为癌干细胞（cancer stem cells）。这类细胞具有我更新的能力，多向分化的潜能，以及强大的体内成瘤能力。尽管在癌组织中癌干细胞的数目极少，但是癌干细胞在肿瘤的发生、发展和转移中却发挥了至关重要的作用，而且是肿瘤逃避常规治疗导致最终复发的罪魁祸首。因此消灭癌干细胞才是肿瘤治疗的关键。

研究发现小分子RNAs（microRNAs）通过沉默癌基因或者抑癌基因的表达，参与了癌细胞重要细胞生物程序的调控，宋尔卫教授研究组之前曾完成了乳腺癌肿瘤启动细胞的miRNA表达谱，发现肿瘤样品中失调的miRNAs对于这些细胞的自我更新和肿瘤发生具有重要作用，但是具体的机制还并不清楚。

在这篇文章中，研究人员证明在乳腺癌肿瘤启动细胞等启动细胞中，一种小分子RNA：miR-34c能进行表达降低，功能减弱。而且这种小分子的异位表达也也能降低乳腺癌肿瘤启动细胞的自我更新能力，抑制上皮至间质的扩散，并通过沉默靶基因Notch4组织癌细胞的转移。

通过进一步的分析，研究人员还在miR-34c的启动子区域上找到了一个单甲基化CpG位点——如果另一因子：Sp1减少与DNA的结合，就会抑制乳腺癌肿瘤启动细胞中miR-34c的转录。

因此研究人员指出，这一启动子区域通过单甲基化CpG位点的机制，促进了乳腺癌肿瘤启动细胞的自我更新能力，以及上皮至间质的扩散能力，如果针对这一机制进行靶定，也有助于科学家们拓宽治疗乳腺癌等癌症疾病的研究思路。

宋尔卫教授研究组曾在《Nature Medicine》发表的文章首次成功地将RNA基因干扰技术应用于保护小鼠爆发性肝炎的模型，2005在《Nature Biotechnology》杂志上，宋尔卫教授在RNAi干扰技术上又迈进了一大步，成功解决了把RNA干扰药物特异性导入体内细胞的难题。这一研究的突出贡献在于作为基因治疗技术的RNA干扰，能够仅作用于癌细胞而不对周围的正常组织细胞产生干扰，这就解决了RNA干扰的一大难题。（生物通：张迪）

原文摘要：

MicroRNA 34c gene down-regulation via DNA methylation promotes self-renewal and epithelial-mesenchymal transition in breast tumor-initiating cells.

Abstract
Tumor-initiating cells (T-ICs), a subpopulation of cancer cells with stem cell-like properties, are related to tumor relapse and metastasis. Our previous studies identified a distinct profile of microRNA (miRNA) expression in breast T-ICs (BT-ICs), and the dysregulated miRNAs contribute to the self-renewal and tumorigenesis of these cells. However, the underlying mechanisms for miRNA dysregulation in BT-ICs remain obscure. In the present study, we demonstrated that the expression and function of miR-34c were reduced in the BT-ICs of MCF-7 and SK-3rd cells, a breast cancer cell line enriched for BT-ICs. Ectopic expression of miR-34c reduced the self-renewal of BT-ICs, inhibited epithelial-mesenchymal transition, and suppressed migration of the tumor cells via silencing target gene Notch4. Furthermore, we identified a single hypermethylated CpG site in the promoter region of miR-34c gene that contributed to transcriptional repression of miR-34c in BT-ICs by reducing DNA binding activities of Sp1. Therefore, miR-34c reduction in BT-ICs induced by a single hypermethylated CpG site in the promoter region promotes self-renewal and epithelial-mesenchymal transition of BT-ICs.

作者简介：

宋尔卫，男，1970年4月生，广东鹤山人。主要从事RNA干扰在疾病治疗的应用价值研究与巨噬细胞激活状态与疾病关系研究。他在小分子RNA（siRNA）治疗上的论著，两度登上英国《自然》杂志，科研成果在美国《科学》杂志评选的“2003年度世界十大科技突破”中位列第四。2005年，他获得了国家杰出青年科学基金、国家自认科学基金、国家重点基础研究（973计划）基金、霍英东教师青年基金、教育部新世纪优秀人才计划项目、教育部科学技术研究重点项目、教育部回国人员启动基金以及广州市科委基金等共计293万元。先后在SCI收录的《Nature Medicine》、《Nature Biotechnology》、《Journal of Virology》、《PNAS》、《Blood》等国际杂志上先后发表文章28篇，总影响因子超过145分，到2006年3月份，论文被国际上同行引用540次。此外还主编写了高等教育出版社出版的《RNA干扰的生物学原理与应用》，参与编写了纽约CRC Press出版的《Gene Silencing by RNA Interference: Technology and Application》等RNA干扰方面的专著，并被邀请为英国牛津大学主办的《Journal of RNAi and gene silencing》杂志编委。