miR-96-5p通过拮抗FOXQ1驱动的WNT/β-catenin信号通路抑制三阴性乳腺癌的机制研究

《Scientific Reports》:miR-96-5p antagonizes FOXQ1-driven WNT/β-catenin signaling to inhibit triple-negative breast cancer

【字体: 时间:2026年01月05日 来源:Scientific Reports 3.9

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  本研究针对三阴性乳腺癌(TNBC)缺乏有效治疗靶点的难题,揭示了转录因子FOXQ1通过直接激活WNT2表达驱动WNT/β-catenin信号通路异常活化的新机制。研究人员发现miR-96-5p能够靶向抑制FOXQ1表达,进而阻断FOXQ1-WNT2-β-catenin正反馈环路,显著抑制TNBC细胞的迁移、侵袭和体内成瘤能力。该研究为TNBC提供了新的治疗靶点和策略。

  
在女性恶性肿瘤中,乳腺癌长期占据发病率和死亡率首位,其中三阴性乳腺癌(TNBC)因其缺乏雌激素受体(ER)、孕激素受体(PR)和人类表皮生长因子受体2(HER2)表达,成为临床治疗中最棘手的亚型。这类患者无法从内分泌治疗和HER2靶向治疗中获益,且由于有效分子靶标的稀缺,转移性TNBC患者的中位总生存期仅12-18个月,预后极差。
面对这一严峻挑战,科学家们将目光投向了一个关键转录因子——FOXQ1。早期研究发现,FOXQ1在多种癌症中扮演癌基因角色,调控肿瘤增殖、上皮间质转化(EMT)、迁移侵袭等重要生物学过程。特别是在乳腺癌中,FOXQ1不仅能激活FGFR1信号促进增殖,还能通过招募MLL复合物诱导EMT相关基因表达,推动肿瘤转移。然而,FOXQ1在TNBC中的具体作用机制,特别是其如何与关键信号通路相互作用,仍有待深入探索。
与此同时,WNT/β-catenin信号通路作为高度保守的细胞通讯系统,其异常活化与肿瘤发生发展密切相关。该通路的核心在于β-catenin的稳定性调控:当通路激活时,β-catenin逃逸降解命运,进入细胞核启动下游靶基因转录。既往研究表明,FOXQ1表达与WNT/β-catenin通路活性存在正相关,但二者在TNBC中的功能性联系及其调控机制仍是未解之谜。
更令人感兴趣的是,人体内天然存在着一类微小的调控分子——微小RNA(miRNA),它们通过识别靶基因mRNA的3'非翻译区(3'UTR),实现转录后水平的精细调控。许多miRNA已被证实参与乳腺癌的恶性进程,这为开发新的治疗策略提供了思路。
正是基于这些背景,西南医科大学的研究团队在《Scientific Reports》上发表了他们的最新研究成果。他们通过整合人群数据、生物信息学分析和系统实验验证,揭示了FOXQ1-WNT2-β-catenin轴在TNBC中的关键作用,并首次发现miR-96-5p能够有效抑制这一通路,为TNBC治疗提供了新的靶点。
研究人员运用了多种关键技术方法:通过TCGA数据库和癌症细胞系百科全书(CCLE)进行生物信息学分析;利用实时定量PCR(RT-qPCR)和蛋白质印迹(Western blotting)检测基因表达;采用Transwell实验评估细胞迁移侵袭能力;通过双荧光素酶报告基因实验验证分子相互作用;使用TOP/FOP闪光报告系统检测β-catenin转录活性;并建立裸鼠移植瘤模型进行体内功能验证。
FOXQ1在TNBC中显著上调并与不良预后相关
研究人员首先检测了多种乳腺癌细胞系中FOXQ1的表达水平,发现TNBC细胞系(MDA-MB-231、MDA-MB-453和Hs578T)中的FOXQ1 mRNA水平显著高于非TNBC细胞系。对TCGA数据库中1079例乳腺癌样本的分析进一步证实,基底样亚型(多为TNBC)的FOXQ1表达显著高于其他亚型。生存分析显示,FOXQ1高表达与患者较差的总生存期(HR=1.34, p=0.041)和无复发生存期(HR=1.19, p=0.037)显著相关。
FOXQ1增强TNBC细胞的迁移和侵袭能力
通过小干扰RNA(siRNA)敲低FOXQ1表达后,MDA-MB-231和Hs578T细胞的迁移和侵袭能力显著降低。相反,过表达FOXQ1则明显促进这两种细胞的迁移和侵袭。这些结果证明FOXQ1在TNBC细胞的恶性表型中发挥关键作用。
FOXQ1通过上调WNT2增强Wnt/β-catenin信号通路活性
生物信息学分析预测FOXQ1可能调控WNT2和WNT3A等Wnt家族成员。数据库分析显示FOXQ1与WNT2表达呈正相关。实验证实,过表达FOXQ1可上调WNT2蛋白水平,增强GSK-3β磷酸化和β-catenin核转位。使用Wnt通路抑制剂IWP-2处理,虽然抑制了β-catenin活化,但不影响FOXQ1诱导的WNT2上调,表明FOXQ1位于Wnt通路上游。TOP/FOP闪光报告实验进一步证明FOXQ1通过WNT2增强β-catenin转录活性。
WNT2介导FOXQ1促进的EMT、迁移和侵袭
FOXQ1过表达上调了间质标志物vimentin的表达,这一效应可被IWP-2逆转。Transwell实验显示IWP-2处理显著抑制了FOXQ1过表达细胞的迁移和侵袭能力,证明WNT2在FOXQ1驱动的恶性表型中起关键介导作用。
miR-96-5p通过靶向FOXQ1 mRNA的3'UTR负调控其表达
通过多数据库交叉分析,研究人员筛选出7个可能靶向FOXQ1的miRNA,其中miR-96-5p因评分最高且与乳腺癌相关而被选为重点研究对象。TCGA数据分析显示,miR-96-5p高表达与患者较好的总生存期相关(HR=0.82, p<0.05),且与FOXQ1表达呈负相关。实验证实,转染miR-96-5p模拟物可降低FOXQ1的mRNA和蛋白水平。双荧光素酶报告实验证明miR-96-5p直接作用于FOXQ1 mRNA的3'UTR区域。
miR-96-5p抑制FOXQ1介导的TNBC迁移和侵袭
在FOXQ1过表达的TNBC细胞中引入miR-96-5p,可显著抑制细胞迁移和侵袭,而重新恢复FOXQ1表达则逆转了这一抑制效应,证明miR-96-5p通过靶向FOXQ1发挥抑癌作用。
miR-96-5p在体内抑制FOXQ1介导的TNBC恶性进展
动物实验显示,FOXQ1过表达使Hs578T细胞的成瘤率从50%提高到100%,且肿瘤体积和重量显著增加。而瘤内注射miR-96-5p激动剂可明显抑制肿瘤生长。免疫组化分析显示,miR-96-5p处理降低了肿瘤组织中FOXQ1、Ki67和vimentin的表达水平,证实了其在体内抑制FOXQ1驱动肿瘤进展的效果。
该研究首次揭示了TNBC中存在的FOXQ1-WNT2-β-catenin正反馈环路,这一自我强化机制可能是TNBC持续侵袭性的重要基础。更重要的是,研究人员发现miR-96-5p能够有效打破这一恶性循环,通过直接靶向FOXQ1,多层次抑制下游信号通路活性。
这一发现不仅深化了对TNBC发病机制的理解,更重要的是为临床治疗提供了新的思路。鉴于寡核苷酸递送技术(如脂质纳米粒)的日益成熟,恢复miR-96-5p功能成为一种可行的治疗策略。未来研究可探索该策略与Wnt抑制剂的联合应用,以期实现更持久有效的通路抑制。
总之,这项研究不仅阐明了一个新的分子机制,更重要的是为TNBC这一难治性乳腺癌亚型提供了潜在的治疗靶点,为开发新的精准治疗策略奠定了理论基础。
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