南方医科大等《Clinical Cancer Research》发表结直肠癌研究新论文

　　

生物通报道：2014年4月21日，国际癌症研究领域著名期刊《Clinical Cancer Research》发表了南方医科大学、中山大学和浙江大学的最新研究论文“Regulation of Colorectal Carcinoma Stemness, Growth, and Metastasis by an miR-200c-Sox2–Negative Feedback Loop Mechanism”。该研究证实了结直肠癌肿瘤发生与miR-200c相关联的一种全新机制。

本文通讯作者是南方医科大学基础医学院病理系的李学农教授，其主要研究方向为：肿瘤转移与抗转移；肿瘤病理诊断与分子诊断。近年主要探讨肿瘤干细胞及microRNA在肿瘤转移中的作用及机制。其他研究合作单位包括中山大学癌症治疗中心和浙江大学医学院。这项研究工作受到国家自然科学基金和广东省科学技术项目的资助支持。

癌细胞能够无限地增殖和自我更新，类似于干细胞。此外，少量的癌细胞表达干细胞标记，具有维持肿瘤生长、转移和复发的干细胞样能力。以往有研究表明，由于遗传改变或微环境变化，肿瘤细胞最有可能转变成肿瘤干细胞（CSC）样的细胞。干性相关基因如Sox2、KLF4、Bmi1和Oct4参与胚胎干细胞的干性维持，最近有研究证实了这些基因在一些人类肿瘤中的表达，能够调节肿瘤的发生和转移。然而，干性相关基因在控制CRC肿瘤发生和转移中的功能，仍然难以捉摸。

越来越多的证据表明，miRNAs在许多人类癌症中的表达异常，并参与了癌症的启始、发展和转移。一些miRNAs正在成为CSCs增殖和转移的重要调节因子。CD44+前列腺CSCs中的miR-34a减少，有助于前列腺癌的发展和转移。肺癌中的miR-296，能够抑制依赖KLF4-Numb样信号的癌症起始细胞的转移和维护。

最近有研究指出了miRNAs和CRCs中的CSCs之间存在的一种关联。在结肠CSC分化成结肠癌细胞的过程中，MiR-93下调并能抑制结肠CSCs增殖。MiR-328在CRCs中维持一个CSC样的侧群（side population，SP）细胞表型。miR-200c是miR-200家族的主要成员，能够抑制上皮间质转化（EMT），一些肿瘤中miR-200家族成员的下调，能够促进肿瘤的侵袭和转移。miR-200c在癌症生物学过程中的意义是显而易见的。此外，关于miR-200c在CRC干性中的作用，还没有公开发布的相关数据。因此，在这项研究中，研究人员检测了它的表达和在CRCs干性维持及转移中所起的作用。

此外，研究人员将Sox2确定为一种新的miR-200c靶点。连同Oct4和NANOG一起，Sox2可编码未分化的胚胎干细胞早期发育和增殖所必需的同源结构域蛋白。Sox2参与几种癌症（如胶质母细胞瘤、胃癌和乳腺癌）的增殖或起始。Sox2对于前肠基底祖细胞转化为食管和前胃是必不可少的，并与炎症信号通路合作来诱导肿瘤的形成。

在本研究中，研究人员采用定量逆转录PCR来量化CRC细胞系和组织中的miR-200c表达。采用荧光素酶分析对目标进行评估。通过利用慢病毒迫使或抑制miR-200c表达，评估了其在CRC细胞中的功能效应。

结果显示，与对照组相比，miR-200c在CRC临床标本和高度转移的CRC细胞系中下调。研究人员将Sox2确定为一个miR-200c靶点。敲除miR-200c可明显增加CRC细胞系的增殖、迁移和侵袭，而miR-200c的上调则具有相反的作用。此外，恢复Sox2表达能够消除miR-200c上调所产生的影响。另外，miR-200c的减少，能够增加CRC干细胞标记的表达，及CRC细胞系的成球能力。进一步的研究表明，miR-200c和Sox2能够通过一个反馈回路，相互控制它们的表达。miR-200c能够抑制Sox2的表达，来阻断磷脂酰肌醇三激酶（PI3K）-AKT通路的活性。

总之，miR-200c除了作为一个肿瘤抑制剂，通过miR-200c-Sox2负反馈环机制阻断PI3K-Akt信号通路之外，还作为一种干性抑制剂。虽然miRNA为基础的疗法仍然处于起步阶段，这项研究结果表明，miR-200c可能是抑制CRC生长和转移的一个很有前景的治疗靶点。（生物通：王英）

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生物通推荐原文摘要：
Regulation of Colorectal Carcinoma Stemness, Growth, and Metastasis by an miR-200c-Sox2–Negative Feedback Loop Mechanism
Abstract
Purpose: To elucidate a novel mechanism of miR-200c in the regulation of stemness, growth, and metastasis in colorectal carcinoma (CRC).

Experimental Design: Quantitative reverse transcription PCR was used to quantify miR-200c expression in CRC cell lines and tissues. A luciferase assay was adopted for the target evaluation. The functional effects of miR-200c in CRC cells were assessed by its forced or inhibited expression using lentiviruses.

Results: MiR-200c was statistically lower in CRC clinical specimens and highly metastatic CRC cell lines compared with their counterparts. Sox2 was validated as a target for miR-200c. The knockdown of miR-200c significantly enhanced proliferation, migration, and invasion in CRC cell lines, whereas the upregulation of miR-200c exhibited an inverse effect. Moreover, rescue of Sox2 expression could abolish the effect of the upregulation of miR-200c. In addition, the reduction of miR-200c increased the expression of CRC stem cell markers and the sphere-forming capacity of CRC cell lines. Further study has shown that miR-200c and Sox2 reciprocally control their expression through a feedback loop. MiR-200c suppresses the expression of Sox2 to block the activity of the phosphoinositide 3-kinase (PI3K)–AKT pathway.