《miR-375調控肝癌細胞線粒體能量代謝的作用及分子機制研究》是依託西安交通大學，由曲凱擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：miR-375調控肝癌細胞線粒體能量代謝的作用及分子機制研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：曲凱
- 依託單位：西安交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
能量代謝異常是腫瘤細胞惡性轉變的重要生物學特徵。miRNAs作為重要的調控因子，在腫瘤細胞能量代謝過程中如何發揮調控作用是當前的研究熱點。本項目組前期篩選發現，miR-375作為近期報導的血糖調控相關miRNA，在肝癌細胞中表達顯著降低，並有4個潛在靶點可調控線粒體能量代謝的關鍵步驟。由此我們推測,miR-375極有可能通過調控線粒體功能進而影響肝癌細胞能量代謝水平。基於上述構想，本項目擬：①利用多種肝癌細胞株及裸鼠荷瘤模型，明確miR-375表達水平對肝癌細胞能量代謝的影響；②採用報告基因、miRNA表達調控、RNA及蛋白檢測技術驗證miR-375與4個靶基因（PDHK1、LDHB、ACSL4和OCNT1）的調控關係；③進一步通過調控miR-375表達水平檢測其對線粒體內能量代謝通路的影響。本項目的完成將為探究肝癌線粒體能量代謝的調控機制奠定新的理論基礎，亦為肝癌靶向治療提供新的思路。
結題摘要
能量代謝異常是腫瘤細胞惡性轉變的重要生物學標誌。以有氧條件下糖酵解水平增強為主要表現的能量代謝異常不僅適應腫瘤細胞惡性增殖的需求，同時也與腫瘤細胞惡性程度密切相關。miRNAs作為重要的調控因子，通過降解靶基因mRNA或抑制靶基因mRNA翻譯，參與細胞增殖、分化及凋亡等多種生物學過程。作為細胞惡變的能量基礎，miRNA參與調控腫瘤細胞異常能量代謝的觀點逐漸受到人們關注。然而，目前報導的腫瘤能量代謝相關miRNAs很少。能量代謝作為一個巨大的調控網路，現有報導能否充分解釋其複雜的調控機制？尤其是線上粒體能量代謝的調控過程中，是否需要更多的miRNA參與？基於這一思路，本課題擬通過生物信息學篩選和分子生物學實驗，探討線粒體相關miRNA對於肝癌代謝的影響。 本項目研究內容包括：（1）利用多種肝癌細胞株及裸鼠荷瘤模型，明確miR-375表達水平對肝癌細胞能量代謝的影響；（2）採用報告基因、miRNA表達調控、RNA及蛋白檢測技術驗證miR-375與4個靶基因（PDHK1、LDHB、ACSL4和OCNT1）的調控關係；（3）進一步通過調控miR-375表達水平檢測其對線粒體內能量代謝通路的影響。 結果表明：（1）生物信息學預測及分子生物學檢測證實，miR-375在肝癌組織中顯著低表達，且與肝癌細胞能量代謝密切相關。（2）肝癌細胞中過表達miR-375促進了肝癌細胞的乳酸生成及葡萄糖攝取，並抑制了線粒體數目以及線粒體DNA拷貝數，最終抑制了肝癌細胞活性。（3）通過microRNA靶基因預測及肝癌組織標本進行相關性分析，篩選出PDHK1、LDHB、ACSL4以及OCTN1作為miR-375的潛在靶點。（4）基因晶片數據表明，過表達miR-375的Hep3B以及HepG2細胞中，有67個基因下調4倍以上，並且和多條通路相關，導致細胞內乳酸的堆積和線粒體功能紊亂受損。 綜上所述，我們發現，miR-375可能靶向抑制LDHB、LDHC，進而導致糖酵解水平增強以及線粒體氧化磷酸化水平降低，造成腫瘤細胞中的乳酸堆積。篩選出的67個差異表達基因中4個基因（TIMM10，CHCHD7，C6orf136，RPS15A）屬於線粒體核編碼基因。這些基因的受損或者抑制都可能導致線粒體功能的紊亂或異常，因此miR-375很有可能是抑制了線粒體核編碼基因的表達，從而使得肝癌細胞線粒體的數目以及DNA拷貝
