miR-26a调控Jagged1/Notch信号通路抑制骨肉瘤细胞的干性特征
2016-08-23 文章来源:卢金昌,宋国徽,唐清连,尹军强,沈靖南 点击量:803 我要说
目的:骨肉瘤是最常见的原发恶性骨肿瘤,好于儿童和青少年,早期极易发生肺转移。研究认为,骨肉瘤是间充质干细胞(MSC)向成骨细胞分化障碍引起的恶性疾病,而MSC被认为是骨肉瘤干细胞的起源。因此,成骨相关的miRNA的表达异常可能参与骨肉瘤干细胞的功能维持。此研究中,我们探讨成骨相关miRNA对骨肉瘤细胞干性特征的作用关系。
方法:首先,在公共数据库获取骨肉瘤细胞与正常骨组织miRNA表达谱芯片数据(GSE28423),并选择性分析成骨相关miRNA在骨肉瘤中的表达情况。其次,利用成瘤球培养、化疗药物富集以及ALDH酶活性等筛选方法分离骨肉瘤干细胞,RT-PCR检测miRNA在骨肉瘤干细胞中的表达情况。分别利用成瘤球实验、ALDH活性检测、干细胞标记表达、CCK8细胞增殖测定、流式细胞仪凋亡检测、化疗药物处理及体内裸鼠模型等实验,研究miRNA对骨肉瘤细胞的干细胞特征和成瘤能力的影响。接着,通过生物信息学软件(microRNA.org和TargetScan)预测miRNA 在骨肉瘤细胞中的作用靶点,并利用荧光素酶报告实验检测miRNA对靶基因的调控关系。功能回复实验研究miRNA通过靶基因对骨肉瘤细胞干性特征的影响。最后,利用原位杂交技术检测miRNA在骨肉瘤组织中的表达情况,并分析其与骨肉瘤患者的生存预后关系。
结果:我们发现miR-26a在骨肉瘤细胞中的表达缺失明显,而且其在骨肉瘤干细胞中的表达也显著低于非干细胞。过表达miR-26a能降低骨肉瘤细胞的成瘤球能力以及ALDH阳性细胞的比例,OCT3/4、NANOG和SOX2等干细胞标记的表达水平也明显降低。此外,miR-26a还能降低骨肉瘤细胞在体外的增殖能力以及对阿霉素的耐药性;动物实验证实miR-26a能抑制骨肉瘤细胞体内成瘤能力以及增加骨肉瘤细胞对阿霉素的化疗敏感性。 生物信息学软件预测发现miR-26a能靶向结合JAG1(编码Jagged1)的3’UTR区域,RT-PCR检测发现miR-26a 与JAG1在骨肉瘤细胞和组织中表达成负相关关系。荧光素酶报告实验显示miR-26a能通过靶向结合JAG1的3’UTR而调控其转录活性。Jagged1是Notch信号通路的一种配体,我们的功能实验结果证实miR-26a能通过靶向Jagged1/Notch通路活性抑制骨肉瘤细胞的干性特征和体内成瘤能力。最后,我们应用原位杂交技术发现miR-26a低表达与骨肉瘤患者(n=92)的肺转移与不良预后相关。
结论:(1)miR-26a在骨肉瘤干细胞中表达缺失,miR-26a在骨肉瘤细胞的表达能抑制其干细胞特性;(2)miR-26a能在体内外抑制骨肉瘤细胞的生长和对阿霉素的化疗抵抗;(3)miR-26a在骨肉瘤细胞中能通过调控Jagged1/Notch信号通路发挥抑癌作用;(4)miR-26a表达与患者肺转移和不良预后密切相关。由此可见,miR-26a在骨肉瘤进展中发挥了重要作用,靶向干预miR-26a和Notch信号通路将有助于抗骨肉瘤的治疗。