靶向miRNA-mRNA网络的药物重定位策略缓解槟榔诱导头颈癌的分子机制研究

推荐：本研究针对槟榔(areca nut)作为头颈癌(HNC)重要诱因但分子机制不明的问题，通过整合高通量miRNA/mRNA测序与TCGA-HNSC数据，构建了包含1971个癌基因和604个抑癌基因的调控网络，发现miR-410-3p等关键miRNA枢纽。采用OncoPredict算法筛选出MK-2206等四种候选药物，证实MK-2206可通过抑制AKT通路逆转槟榔碱(arecoline)诱导的恶性表型，为槟榔相关HNC提供精准治疗策略。

　　

槟榔作为国际癌症研究机构(IARC)认定的1类致癌物，在东南亚地区广泛咀嚼使用，是头颈部鳞状细胞癌(HNSCC)的重要诱因。槟榔主要活性成分槟榔碱(arecoline)可通过诱导基因组不稳定、促进上皮-间质转化(EMT)和化疗抵抗等多种机制驱动肿瘤发生，但其中涉及的非编码RNA调控网络尚未系统阐明。更严峻的是，槟榔咀嚼者往往对传统放化疗响应较差，临床亟需针对这类特殊病因肿瘤的精准治疗策略。

长庚纪念医院林口医学中心的研究团队通过整合多组学分析和计算生物学方法，首次绘制了槟榔诱导HNC的miRNA-mRNA互作全景图谱。研究人员采用慢性槟榔碱暴露构建细胞模型，结合TCGA-HNSC和GSE37991临床数据集，鉴定出35个促癌miRNA(OncomiR)和36个抑癌miRNA(TSmiR)调控的2575个差异表达基因。通过OncoPredict算法筛选FDA批准药物库，发现AKT抑制剂MK-2206能特异性逆转槟榔诱导的分子异常，相关成果发表于《Biomedical Journal》。

关键技术包括：建立槟榔碱慢性暴露的HNC细胞系及正常角质形成细胞模型；Agilent miRNA微阵列和U133A基因芯片进行转录组分析；基于multiMiR包构建miRNA-mRNA互作网络；整合PRISM、GDSC和CTRP三大药物数据库进行计算机辅助药物筛选；通过伤口愈合、Transwell和CCK8实验验证表型。

研究结果：

1. 槟榔碱促进恶性表型：慢性槟榔碱暴露使正常角质形成细胞迁移能力提升2.7-3.3倍，侵袭能力增强4.7-9.0倍，且对顺铂耐药性显著高于肿瘤细胞，提示其在肿瘤起始阶段的关键作用。

2. 分子特征图谱：鉴定出1971个癌基因(如KRT14、AKR1C3)和604个抑癌基因(如LCN2、TNFSF10)，富集分析显示这些基因主要参与细胞运动性和应激响应通路。发现miR-212-3p作为抑癌网络核心节点调控TJP1等紧密连接蛋白，而miR-410-3p/miR-1-3p通过CRK/GSK3β轴驱动肿瘤进展。

3. 药物重定位筛选：从5784种化合物中优选出MK-2206、BYL-719(PI3Kα抑制剂)、MG-132(蛋白酶体抑制剂)和FGIN-1-27(TSPO激动剂)。其中MK-2206对62个预后相关基因(如POLR2C、ACTR2)表达具有显著调控作用。

4. MK-2206的疗效验证：该药物使槟榔暴露细胞的AKT磷酸化水平降低70-85%，有效抑制迁移侵袭并恢复顺铂敏感性。特别值得注意的是，其对肿瘤细胞的半数抑制浓度(IC₅₀=22.22-24.4μM)显著低于正常细胞(28.6-32.46μM)，显示良好选择性。

这项研究创新性地揭示了槟榔致癌的miRNA-mRNA调控网络特征，突破性地将计算生物学与实验验证相结合，证明MK-2206通过靶向AKT-GSK3β-CRK信号轴逆转槟榔诱导的分子异常。不仅为槟榔相关HNC提供了特异性生物标志物，更开创了"致癌物特征-分子网络-精准用药"的个性化治疗范式。鉴于MK-2206已完成临床I期安全性试验，该发现具有快速转化的潜力，对东南亚高发地区具有重要公共卫生意义。研究建立的整合分析框架也可拓展应用于其他致癌物相关肿瘤的机制解析和药物开发。