Cancer Cell:康成客戶中山大學(xué)宋爾衛(wèi)組乳腺癌新成果

瀏覽次數(shù)：3056　發(fā)布日期：2015-3-16　來(lái)源：本站　本站原創(chuàng)，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處

中山大學(xué)孫逸仙紀(jì)念醫(yī)院乳腺腫瘤中心宋爾衛(wèi)教授主要從事乳腺癌的生物學(xué)特性及治療學(xué)基礎(chǔ)研究，在非編碼RNA調(diào)控腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移及靶向?qū)胄》肿覴NA抑制腫瘤轉(zhuǎn)移的研究方面有杰出工作。近期，宋爾衛(wèi)教授課題組利用Arraystar Human LncRNA芯片發(fā)現(xiàn)了能抑制乳腺癌腫瘤轉(zhuǎn)移的新lncRNA分子——NKILA。NKILA能夠與經(jīng)典的NF-kB信號(hào)通路相互作用，通過(guò)結(jié)合NF-kB/IkB抑制了IKK誘導(dǎo)的IkB磷酸化，使得NF-kB信號(hào)通路失活，從而抑制乳腺癌腫瘤轉(zhuǎn)移。該研究成果刊登在國(guó)際頂級(jí)期刊Cancer Cell（影響因子23.893）。（芯片實(shí)驗(yàn)由康成提供技術(shù)服務(wù)）

研究背景

NF-kB是一個(gè)在炎癥、免疫、細(xì)胞增殖和細(xì)胞分化等過(guò)程中發(fā)揮關(guān)鍵作用的轉(zhuǎn)錄因子。NF-kB是聯(lián)系炎癥與腫瘤的關(guān)鍵分子，炎癥條件下，NF-kB組成性持續(xù)激活，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移。lncRNAs是一類轉(zhuǎn)錄本長(zhǎng)度超過(guò)200nt的RNA分子，無(wú)蛋白質(zhì)編碼功能。近來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA在多個(gè)層面調(diào)控基因表達(dá)，并且能夠調(diào)控腫瘤細(xì)胞增殖、凋亡、轉(zhuǎn)移、代謝、衰老和抗藥性。但是lncRNA在NF-kB信號(hào)通路和腫瘤相關(guān)的炎癥反應(yīng)中的作用尚不清楚。宋爾衛(wèi)教授課題組本次研究目的在于揭示lncRNA與NF-kB信號(hào)通路及乳腺癌腫瘤轉(zhuǎn)移間的關(guān)系。

研究思路

研究表明，炎癥因子能夠激活乳腺癌細(xì)胞中的NF-kB信號(hào)通路。作者利用Arraystar Human LncRNA芯片檢測(cè)多種炎癥因子((TNF)-a, IL-1b 和LPS)處理的乳腺癌細(xì)胞(MDA-MB-231)。與PBS處理的對(duì)照組比較，炎癥因子處理的乳腺癌細(xì)胞中分別有23個(gè)上調(diào)10倍的lncRNAs和28個(gè)下調(diào)10倍的lncRNAs。其中，NKILA在三組炎癥因子處理中均上調(diào)12倍以上，并且Northern blot和RT-PCR證實(shí)NKILA在炎癥因子處理的乳腺癌細(xì)胞中顯著增加。作者隨后利用一系列生物學(xué)手段對(duì)NKILA的特征進(jìn)行揭示：5’-和3’-RACE實(shí)驗(yàn)獲得NKILA全長(zhǎng)序列；序列分析顯示NKILA不具有編碼蛋白質(zhì)的能力；熒光原位雜交(FISH)結(jié)合共聚焦實(shí)驗(yàn)顯示NKILA主要定位于細(xì)胞質(zhì)，并通過(guò)核質(zhì)分離實(shí)驗(yàn)得到驗(yàn)證。

對(duì)于NKILA的功能，體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)顯示，在乳腺癌細(xì)胞中NKILA能夠顯著促進(jìn)細(xì)胞凋亡，抑制腫瘤細(xì)胞侵襲，這與NF-kB抑制細(xì)胞凋亡、促進(jìn)腫瘤侵襲的功能相反。體內(nèi)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)顯示，對(duì)于異種移植乳腺癌細(xì)胞的小鼠模型，過(guò)表達(dá)NKILA能夠降低NF-kB活性，抑制腫瘤轉(zhuǎn)移，小鼠生存時(shí)間長(zhǎng)；反之，沉默NKILA能夠增加NF-kB活性，促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移，小鼠生存時(shí)間短。

為了研究NKILA與NF-kB信號(hào)通路的關(guān)系，作者分別利用RNA-IP、RNA pull-down、RNA EMSA、蛋白-RNA結(jié)構(gòu)分析、熒光素酶報(bào)告基因、ChIP和EMSA等實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探索。數(shù)據(jù)表明NF-kB能夠結(jié)合NKILA啟動(dòng)子，促進(jìn)NKILA基因表達(dá)。在轉(zhuǎn)移性乳腺癌中高表達(dá)的miR-103/-107能夠快速降解NKILA，抵消NF-kB對(duì)NKILA的促進(jìn)作用。同時(shí)，作者發(fā)現(xiàn)NKILA可結(jié)合NF-kB/IkB形成穩(wěn)定的復(fù)合物，并直接遮蓋IkB的磷酸化motif，由此抑制了IKK誘導(dǎo)的IkB磷酸化以及NF-kB激活，形成負(fù)反饋。

作者進(jìn)一步利用多達(dá)上千例的乳腺癌臨床標(biāo)本研究NKILA的臨床意義。原位雜交實(shí)驗(yàn)顯示，NKILA在癌旁組織中高表達(dá)，在低轉(zhuǎn)移的乳腺癌組織中表達(dá)降低，在高轉(zhuǎn)移的乳腺癌組織中表達(dá)水平最低。RT-PCR結(jié)合生存曲線表明，高表達(dá)的NKILA與乳腺癌患者的不良預(yù)后密切相關(guān)，可以作為潛在的乳腺癌預(yù)后生物標(biāo)記物。

技術(shù)路線

結(jié)果展示

圖A. RT-PCR驗(yàn)證結(jié)果顯示NKILA在三種炎癥因子處理的乳腺癌細(xì)胞中表達(dá)水平顯著升高，與芯片數(shù)據(jù)相符；

圖B. RT-PCR結(jié)合預(yù)后K-M曲線，顯示NKILA高表達(dá)與乳腺癌預(yù)后不良密切相關(guān)；

圖C. 圖示miR-103/-107與NKILA的結(jié)合位點(diǎn)，熒光素酶報(bào)告基因?qū)嶒?yàn)確認(rèn)miR-103/-107調(diào)控NKILA表達(dá)水平。

圖D. 模型展示：在轉(zhuǎn)移性乳腺癌中，NF-kB活性高，促進(jìn)NKILA表達(dá)；而在轉(zhuǎn)移性乳腺癌中高表達(dá)的miR-103/-107能夠快速降解NKILA，抵消NF-kB對(duì)NKILA的促進(jìn)作用。

研究意義

該研究首次揭示了lncRNA與NF-kB信號(hào)通路的關(guān)系。轉(zhuǎn)錄因子NF-kB通過(guò)結(jié)合NKILA啟動(dòng)子，促進(jìn)NKILA基因表達(dá)。在轉(zhuǎn)移性乳腺癌中高表達(dá)的miR-103/-107能夠快速降解NKILA，抵消NF-kB對(duì)NKILA的促進(jìn)作用。大量實(shí)驗(yàn)表明NKILA可結(jié)合NF-kB/IkB形成穩(wěn)定的復(fù)合物，并直接遮蓋IkB的磷酸化motif，由此抑制了IKK誘導(dǎo)的IkB磷酸化以及NF-kB激活，形成負(fù)反饋。在炎癥條件下，NKILA對(duì)于阻止NF-kB信號(hào)通路在乳腺細(xì)胞中的過(guò)度激活起到關(guān)鍵作用。同時(shí)，大量乳腺癌臨床標(biāo)本的研究表明，高表達(dá)的NKILA與乳腺癌患者的不良預(yù)后密切相關(guān)。這些研究提供了乳腺癌的潛在治療靶點(diǎn)和預(yù)后生物標(biāo)記物。

原文出處

A Cytoplasmic NF-kB Interacting Long Noncoding RNA Blocks IkB Phosphorylation and Suppresses Breast Cancer Metastasis. Cancer Cell, 2015, 27, 370–381.

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