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microRNA是一类内源性非蛋白质编码的短RNA分子,通过直接剪切靶mRNA或者与靶mRNA3非翻译区互补结合抑制靶mRNA的翻译,从而抑制蛋白质的表达。人类基因组中约30%的编码蛋白基因受microRNA调控,已经确认的microRNA有470个左右,每个microRNA又可以调控几十或上百个mRNA。由于这些靶mRNA可调控多种疾病以及肿瘤的发生发展,所以microRNA间接地成为癌基因或者抑癌基因。另有研究显示,50%的microRNA位于肿瘤相关基因组的区域或者染色体的脆弱位点,易发生基因的扩增、缺失易位的区域。所以近年来microRNA与人类肿瘤的发生发展的关系日益受到重视。 乳腺癌是危害女性健康的常见肿瘤,并且在工业发达国家有逐渐增加的趋势。发病因素的多样性和发病机制的复杂性限制了人们对这一疾病的控制。除了较为明确的危险因素以外,最近miRNA在癌症发生发展中的作用越来越受到重视。向乳腺癌原发灶周围浸润并通过血管、淋巴管转移到邻近或远处器官是导致乳腺癌病人病情加重和死亡的重要原因。越来越多的研究表明,miRNA也参与了乳腺癌转移过程的信号调控。例如,miR-10b在具有高度转移能力的乳腺癌细胞中高表达,并且能够使非转移性乳腺癌肿瘤细胞获得强劲的浸润和转移能力;进一步研究表明,miR-10b通过抑制靶基因HoxD10 mRNA的翻译,从而增加转移基因RH OC的表达,促进了乳腺癌细胞的转移。体内外实验研究发现miR-373和miR-520c通过抑制CD44(转移抑制基因)促进癌细胞的迁徙和浸润,在临床转移肿瘤标本中,miR-373与CD44的表达负相关。相反,miR-335和miR-126在人类乳腺癌中被鉴定为具有抑制转移作用的miRNA。这两个miRNA的表达在肿瘤获得转移能力后特异性地丢失。人为地使癌细胞重新表达miR-126和miR-335能降低肿瘤细胞的增殖能力并抑制其转移。 本实验首先用miRNA阵列检测法比较高转移人乳腺癌细胞MDA-MB-231和低转移人乳腺癌细胞MCF-7总miRNA表达差异,再用qRT-PCR方法验证,找出变化显著的miRNA进行研究。其中miR-155,miR-125b和miR-29b的表达在MDA-MB-231细胞中增加尤为显著,miR-23b下降显著。我们从两种细胞的qRT-PCR实验结果里找出4种变化最大的microRNA,miR-29b,miR-125b,miR-23b和miR-155,在乳腺癌病人样本中进行进一步比较。我们取癌组织样本时将病人分为两组,伴有腋下淋巴结转移的乳腺癌病人和无任何转移灶的乳腺癌病人,每组10例,样本取乳腺癌的原发病灶。结果显示伴有腋下淋巴结转移的乳腺癌病人的原发灶比无转移病人的病灶miR-29b升高平均27.22倍,而其他3种microRNA无明显差异。这一结果提示miR-29b确实是参与乳腺癌转移的重要因素。 因为在各种乳腺癌细胞株中,MDA-MB-231细胞比MCF-7细胞迁移快,所以我们用这两种细胞为划痕实验和侵袭实验的基础,比较miR-29b对细胞迁移和侵袭的影响。用miR29b前体转染MCF-7细胞,miR29b抑制剂转染MDA-MB-231细胞,与对照相比较,转染miR-29b前体的细胞MCF-7细胞明显划痕愈合变快,转染miR-29b抑制剂的MDA-MB-231细胞迁移变慢。mi29b前体转染的MDA-MB-231细胞和MCF-7细胞都明显增强了侵袭能力。而miR29b抑制剂明显抑制了这两种细胞的侵袭指数。另外转染后用H2O2诱导细胞凋亡,TUNEL法荧光染色标记凋亡细胞,发现miR29b前体增强MCF-7细胞抗凋亡的能力,同时miR29b抑制剂削弱了MDA-MB-231细胞抗凋亡的能力。提示miR29b的靶蛋白不仅与迁移有关,而且与乳腺癌细胞凋亡有密切关系。 PTEN是一种可以使PiP3去磷酸化的磷酸酶,在癌症发展过程中PTEN的缺失或者失活可激活磷脂酰肌醇3磷酸(PIP3),从而激活磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)通路, PIP3招募PDK1和AKT至细胞膜内侧,然后通过下游信号传导增强细胞增殖和迁移。首先,我们通过生物信息学软件target scan在数据库中找出miR-29b的最可能的靶位点是PTEN,它有2个互补很好的结合位点。然后,我们用两组乳腺癌病人的蛋白样品做western-blot来检测PTEN蛋白的表达情况,发现转移组病人的PTEN表达有10个中有8个明显下降。接着,我们用miR29b前体转染MCF-7细胞,miR29b抑制剂转染MDA-MB-231细胞,每种细胞同时转染相应的阴性对照核酸。蛋白免疫印迹显示,与对照组相比, PTEN在miR29b前体转染的MCF-7细胞中表达明显下降,miR29b抑制剂转染MDA-MB-231细胞中表达轻度升高。这些实验结果显示miR-29b在乳腺癌中很可能是通过抑制PTEN这个靶基因的翻译和表达蛋白来促进迁移和抵抗凋亡。 miRNA在乳腺癌中的研究提示其在乳腺癌诊断中将有广泛的应用价值。特异性肿瘤相关miRNA编码基因的发现为肿瘤的基因治疗提供了新的靶点。细胞内miRNA的加工过程复杂有序并且受多种因素精密调控,要将miRNA用于肿瘤的基因治疗还需要对它有更为深刻的了解。随着人们对miRNA的加工过程和其控制的基因的进一步深入研究,随着生物信息学和miRNA基因芯片技术的发展,乳腺癌的发病机制将逐渐被阐明,乳腺癌的诊断和治疗将展开新的篇章。