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Nature子刊:miRNA的基因编辑与黑色素瘤的生长转移有关

2015.2.25

  尽管研究结果仅仅限于黑色素瘤,但是参与该研究的人就人员认为,这种机制也有可能在其他类型的癌症中发现。这些出现在《Nature Cell Biology》上的数据,也可能成为治疗癌症的新的靶点。

  A-I编辑是RNA编辑中最常见的一种形式,其是由作用于RNA(ADAR)的腺苷脱氨酸酶的活性介导的。此类RNA编辑发生在例如miRNAs等调节RNAs中,在2013年Wistar研究所的一个团队报道了一种特异性而定ADAR酶-ADAR1,这种酶能够在不依赖RNA结合的方式中与Dicer直接相互作用,,其能够增加miRNA的加工,RISC装载miRNA和靶向RNAs的沉默。

  同一年,MD安德森研究所的Menashe Bar-Eli和他的同事们也发表了一份报告,表明ADAR1在转移性黑色素瘤中表达往往减少,在体内敲除该酶后致瘤性出现了增加。

  在这项工作中,他们证明了ADAR1控制了超过100个与肿瘤生长相关的基因的表达,黑色素瘤细胞的特异性能够通过两个miRNA的过表达抑制ADAR1-miRNA17和miRNA432-这两个miRNA都是直接靶向ADAR1的转录的。

  先前,Bar-Eli已经报道了转录因子环AMP应答元件结合蛋白或者叫做CREB,其能够通过抑制肿瘤抑制因子AP2α的表达来促进黑色素瘤的恶性进展。

  作为CREB其他下游靶标鉴定工作的一部分,他和他的团队在高转移性黑丝素瘤细胞中沉默了转录因子,然后进行转录因子基因表达的分析。

  具体信息可以参考《Nature Cell Biology》上的文章,研究人员发现,当CREB被抑制的时候,ADAR1表达增加。他们也发现,ADAR1的表达和其RNA编辑的活性,减少了黑色素瘤的进展。

  MD安德森团队将ADAR1沉默的黑色素瘤细胞传递到小鼠下皮中,他们观察到了肿瘤生长的显著增加,以及肺转移,这些结果是与ADAR1活性没有被抑制的癌细胞相比较得出来的结果。同时,ADAR1的过度表达与黑色素瘤细胞的减少生长和自发转移抑制相关。

  假设ADAR1抑制作用与其对miRNAs的作用相关,该团队在两个不同的转移性黑色素瘤细胞中进行了miRNA表达检测:一种是具有其转移潜能的细胞,其中ADAR1受到了抑制,另一种是高转移性的细胞,其CREB是处于沉默状态的。科学家们在两个检测中,鉴定了数百个miRNAs表达的变化,在两组中,有12个位置都出现了变化。研究小组发现,A-I编辑发生在三个位置:miR-378-3p,miR-324-5p和miR-455-5p。

  研究人员将重点放在了miR-455-5p,因为其含有两个ADAR1介导的A-I RNA编辑位点,Bar-Eli说道,并且其试图找出miRNA的野生型和编辑型存在什么样的区别。

  正如预期,在非转移性黑色素瘤细胞中找到了编辑的形式,并且在转移性细胞中发现了非编辑的形式,并且这两种形式完全靶向不同的基因组。

  通过野生型miR-455-5p靶向的基因是CPEB1,其是一种已知的抑癌因子。

  MD安德森的研究者接下来将在体外比较野生型和编辑的miR-455的活性,并发现其生物学功能是不同的,每一个识别一组不同的基因。鉴定为野生型的miR-455-5P的一个靶向基因是CPEB1,其是一种已知的肿瘤抑制基因。

  进一步的实验表明,当ADAR1在黑色素瘤细胞中过表达的时候,野生型miR-455的水平降低,并且编辑过的miR-455的水平上升,CPEB1的表达在mRNA水平上上升了两倍,在蛋白水平上上升了1.5倍。当ADAR1沉默时,CPBE1表达下降。此外,伴随着野生型miR-455的过表达,CPEB1水平下降,但是miRNA的编辑形式表达也出现了增加。

  为了探讨这一发现的治疗潜力,Bar-Eli与MD安德森的Anil Sood及其他人,使用miR-455-5p的拮抗剂,在黑色素瘤的小鼠模型中检测了miR-455-5p野生型和编辑版本的作用。未经编辑的miRNA会增强黑色素瘤的生长和转移,而编辑过的版本和RNA拮抗剂能够抑制这些功能。

  对于Bar-Eli,该发现不仅表明,miR-455-5p可能可以成为治疗黑色素瘤的靶标,同时其也可能能够用于其他的癌症。

  值得注意的是,其他团队也有将miRNAs的RNA编辑与肿瘤侵略性联系起来,包括2012年报道胶质母细胞瘤的一个团队,“我认为它不会被限制在黑色素瘤中,”他说。

  Sood对此表示同意,他说,“如果在其他癌症中没有这种关系,其会感到十分震惊。如果我们的假设是正确的,那么miR-455-5p将会是一种在各种肿瘤中,减缓甚至阻止肿瘤生长的一个十分有价值的药物靶标。”

  不过,这样的治疗方式还需要其他的显著的检测,以便大家更好的了解miR-455的整体作用。

  “你肯定不想在某个位置,拮抗某个miRNA,然后产生一个良好的作用,然而,你最终发现,这样的做法会对其他位点产生不好的影响。”

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