第三军医大用CRISPR探讨肝癌性别差异

【字体: 时间:2016年05月18日 来源:生物通

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  5月5日在国际著名期刊《Oncotarget》上发表的一项研究中,来自第三军医大学西南医院和重庆大学的研究人员利用CRISPR系统,对于雄激素/AR轴在HCC中的作用,提出了新的见解,并提供了一种潜在的方法,在HCC疗法中抑制这个轴。

  

生物通报道:肝细胞癌(HCC)是一种最常见和恶性的肿瘤。HCC发病率在不同性别之间具有很强的差别,因为男性是这种疾病的主要受害者。虽然已有一些研究揭示了雄激素/雄激素受体(AR)轴和肝癌发病率之间的相关性,但是根本机制在很大程度上仍然是未知的。5月5日在国际著名期刊《Oncotarget》上发表的一项研究中,来自第三军医大学西南医院和重庆大学的研究人员利用CRISPR系统,对于雄激素/AR轴在HCC中的作用,提出了新的见解,并提供了一种潜在的方法,在HCC疗法中抑制这个轴。第三军医大学西南医院的梁志清教授和钱程教授,是本文共同通讯作者。

肝细胞癌(HCC)是最常见的一种癌症,具有很高的死亡率。事实上,有合理的科学证据表明,HCC的发病明显倾向于男性,而男性对女性的比例从2.5到11:1不等。一些研究支持雄激素/雄激素受体轴作为这种性别偏差的一个关键因素。雄激素受体(AR)是一个110 kDa的转录因子,被雄性激素激活后,它在调节靶基因的表达中发挥作用。有研究证明,这个轴参与多种癌症相关的过程,例如,通过TGFβ1或β-catenin途径分别促进癌细胞的生长和调节细胞周期,并参与细胞生长和FOXA1/2有关的增殖。然而,这个轴在肝癌发生性别差异中的根本机制,在很大程度上仍是未知的。相关研究:第二军医大学:为何男性更容易患肝癌

肿瘤干细胞(CSCs)是一小群癌细胞,具有自我更新、广泛扩散和强大的肿瘤发生的能力,一直被认为是癌症发展中的初始细胞。最近有研究表明,雄激素/ AR轴参与前列腺癌的CSCs调控。然而,这些影响是多向性的,我们对其复杂的机理仍然知之甚少,需要进一步调查。相关研究:我科学家用CRISPR研究肝癌干细胞

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在该研究小组之前的工作中,研究人员已经证明,多能性因子Nanog可能是HCC中一种可靠的CSCs标记。它也参与维持CSCs的干性(stemness)。虽然Nanog的下游调控网络已经被充分研究过,但是关于调节HCC中的Nanog的见解仍然有限。生物信息学分析显示,在Nanog启动子中有公认的AR结合位点。因此,该研究小组想知道,雄激素/ AR轴是否通过Nanog相关途径,对HCC细胞的干性维护产生影响。

在这项研究中,研究人员调查了雄激素/ AR轴对HCC细胞干性的影响,然后阐明了其背后的机制。为此,他们首先证明,比起癌旁组织,AR在肝癌组织中是高度表达的,并且雄性激素可以促进HCC细胞的干性。该研究小组还发现,Nanog的表达与肝癌组织中的AR是一致的。

然后,通过CRISPR/Cas9诱导的同源指导修复方法,用GFP标记HCC细胞中的内源Nanog,研究人员证明AR和Nanog 在这些细胞中是完全共定位的。进一步的数据表明,雄激素/ AR轴可以通过直接结合其启动子,增加Nanog的表达,并促进HCC细胞的干性和肿瘤发生。这种作用可以通过AR降解增强子或雄激素阻断而被抑制。

总而言之,这些研究结果显示,雄激素/ AR通过影响肿瘤细胞的干性,在肝癌发生过程中发挥一个全新的作用,并为HCC疗法中的这个轴抑制提供了证据。

(生物通:王英)

注:梁志清,男,医学博士、博士生导师,第三军医大学第一附属医院(西南医院)妇产科主任、主任医师、教授。1987年毕业于第三军医大学军医系,获医学学士学位。获1992年医学硕士学位(第三军医大学),1997年获医学博士学位(第三军医大学)。先后从事肿瘤临床工作17年,妇产科临床工作8年,擅长于腹腔镜下各类妇科疾病的手术治疗,尤其是腹腔镜下子宫颈及体癌的广泛子宫切除术和盆腔、腹主动脉周围淋巴结切除术,以及子宫颈残端癌的广泛性子宫颈切除术和子宫颈癌的根治性子宫颈切除术。首创并开展了子宫动脉阻断加子宫肌瘤挖除术治疗子宫肌瘤,腹腔镜三角形子宫切除治疗子宫良性疾病和子宫腺肌症病灶减灭切除术;率先在国内开展了子宫内膜癌的腹腔镜广泛子宫切除术和盆腔淋巴结清除术,压力性尿失禁的腹腔镜膀胱颈悬吊术,盆腔器官脱垂的子宫颈悬吊和直肠悬吊术;卵巢癌的细胞减灭和大网膜切除术等。

钱程,博士,教授,博士生导师,第三军医大学病理研究所生物治疗研究室主任。在西班牙留学和工作 18 年,被西班牙 Navarra 大学聘为教授,并任肿瘤生物治疗研究室主任。先后主持完成欧共体第五框架科研项目、西班牙科技部和卫生部重点项目、 国家 “863” 和 “973” 课题和国家自然科学基金等课题 20 多项。长期致力于 癌症 发生的分子机制及临床应用研究,近五年主要针对 肝癌 生物治疗 的关键科学问题,开展建立高效、靶向、可调控表达的基因导入系统的基础和应用研究和技术平台的建设,为肿瘤的生物治疗提供多个安全有效的基因治疗载体并实现肿瘤“细胞 - 病毒 - 基因联合治疗”的新策略。
 
生物通推荐原文摘要:
Androgen/androgen receptor axis maintains and promotes cancer cell stemness through direct activation of nanog transcription in hepatocellular carcinoma
ABSTRACT: Hepatocellular carcinoma (HCC) is one of the most common and malignant cancers. The HCC incidence gets a strong sexual dimorphism as men are the major sufferers in this disaster. Although several studies have uncovered the presentative correlation between the axis of androgen/androgen receptor (AR) and HCC incidence, the mechanism is still largely unknown. Cancer stem cells (CSCs) are a small subgroup of cancer cells contributing to multiple tumors malignant behaviors, which play an important role in oncogenesis of various cancers including HCC. However, whether androgen/AR axis involves in regulation of HCC cells stemness remains unclear. Our previous study had identified that the pluripotency factor Nanog is not only a stemness biomarker, but also a potent regulator of CSCs in HCC. In this study, we revealed androgen/AR axis can promote HCC cells stemness by transcriptional activation of Nanog expression through directly binding to its promoter. In HCC tissues, we found that AR expression was abnormal high and got correlation with Nanog. Then, by labeling cellular endogenous Nanog with green fluorescent protein (GFP) through CRISPR/Cas9 system, it verified the co-localization of AR and Nanog in HCC cells. With in vitro experiments, we demonstrated the axis can promote HCC cells stemness, which effect is in a Nanog-dependent manner and through activating its transcription. And the xenografted tumor experiments confirmed the axis effect on tumorigenesis facilitation in vivo. Above all, we revealed a new sight of androgen/AR axis roles in HCC and provided a potential way for suppressing the axis in HCC therapy.

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