miRNA-448通过调节Rho相关蛋白激酶1参与胶质母细胞瘤(GBM)的发展进程

Introduction

胶质母细胞瘤(GBM)是四级胶质瘤,其总体生存期很差,大约为14个月。目前的治疗方法对该类患者而言效果并不好,因此,探索新的治疗靶点可能对于治疗GBM患者有很大的帮助。

众所周知,microRNAs(miRNAs)通过调节靶向基因调节细胞功能。最近,人卵巢癌和乳腺癌中,发现miRNA-448的表达下降。除此之外,miR-448在抑制胰腺癌的发生中发挥巨大的作用。然而,在GBM中,miR-448的作用还是未知的。

在先前的研究中,Rho相关蛋白激酶1(ROCK1)在癌症的恶性程度方面扮演着重要角色。在胃癌和骨肉瘤中,监测到了ROCK1的表达增长,并且,ROCK1加速胰腺癌和前列腺癌细胞的增长。除此之外,ROCK1促进胶质瘤细胞的侵袭,这表明ROCK1 mRNA在胶质瘤患者中具有重大的诊断意义。但是目前关于miR-448和ROCK1在GBM的关系仍是未知的。本文主要探索miR-448如何在GBM中调节细胞进程。

Result

一. miR-448在GBM中表达下调

如图1.a所示,miR-448在GBM中的表达显著下调(对比正常组织,p<0.01)。如图1.b所示,对比于NHAs(原发性正常人类星型细胞),miR-448在A-172MG和T98G细胞系中表达下调。如表所示,胶质瘤患者的组织学分级与miR-448的表达显著相关(p<0.05)。

如图1.c所示,在A-172MG细胞系中,miR-448类似物增加miR-448的表达,miR-448抑制剂减少miR-448的表达。

图1 表1

二. 过表达的miR-448限制GBM的发展进程

接下来,我们发现,在A-172MG细胞系中,过表达的miR-448会抑制癌细胞的扩增,下调miR-448点表达,将会加速癌细胞的扩增(图2.a,p<0.01)。如图2.b所示,miR-448类似物会增加Bax蛋白的表达,减少Bcl-2蛋白的表达。【Bax蛋白为促凋亡蛋白,Bcl-2蛋白为抗凋亡蛋白】 而miR-448抑制剂中的Bax表达下降而Bcl-2表达增加。miR-448类似物会抑制细胞转移,miR-448抑制剂会促进细胞的转移(图2.c)。除此之外,miR-448在A-172MG细胞系中具有相同的效应(图2.d)。总之,GBM中过表达的miR-448会减少细胞生长,转移和侵袭。

图2

三. miR-448直接靶向ROCK1

进一步的,我们在TargetScan数据库中展示了miR-448与ROCK1的结合(图3.a)。接着,荧光素受体化验展示,miR-448类似物会减少Wt-ROCK1荧光素的活性(p<0.01,图3.b)。除此之外,在A-172MG细胞系中,miR-448的上/下调会抑制/提高ROCK1的表达(p<0.01图3.c)。较之于正常组织,ROCK1在GBM组织中表达上调(p<0.01,图3.d)。与此同时,miR-448在GBM组织中与ROCK1呈负相关(p<0.01,\(R^2\)=0.7078,图3.e)。以上的结果表明,miR-448通过结合\(3'\)-UTR减少ROCK1表达。

图3

四. 敲除ROCK1会阻碍GBM的发展进程

接着,我们在GBM中检测到ROCK1的失调表达。我们发现ROCK1的表达相较于NHAs,在A-172MG和T98G细胞系中都有高表达(p<0.01,图4.a)。接着,我们在A-172MG细胞系中使用ROCK1siRNA,探索ROCK1在GBM中的作用。通过siRNA,ROCK1呈现出下调的结果(p<0.01,图4.b)。进一步的,在A-172MG细胞系中,ROCK1的敲除抑制了细胞的扩增(p<0.01图4.c)。并且,沉默ROCK1之后,Bax表现出上调,Bcl-2表现为下调(p<0.01图4.d)。除此之外,ROCK1沉默抑制了癌细胞的转移和侵袭(p<0.01,图4e&f)。基于上述的结果,表明ROCK1应该被认为是一个致癌基因。

图4

五. ROCK1表达上调会清除miR-448对GBM的限制

我们在A-172MG细胞系中使用miR-448类似物和ROCK1因子来证实miR-448和ROCK1在GBM中的相互影响。结果表明,ROCK1因子会修复由miR-448类似物引发ROCK1下调(图5a)。更重要的是,ROCK1对上调会减弱miR-448类似物抑制细胞增殖的作用(图5b)。这一相反的效应在Bcl-2/Bax的表达上也相同。与此同时,上调的ROCK1削弱了miR-448抑制转移和侵袭的作用(图5d&e)。总而言之,GBM中上调的ROCK1减弱了miR-448抗癌的影响。

图5

Conclusion

总之,GBM中miR-448的表达下调与不良的临床预后相关。并且,ROCK1的下调会减少miR-448对GBM进程的影响。即使我们解释了部分miR-448在GBM中的功能,但miR-448整体的调控网络还需要进一步探索。