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来自美国普林斯顿大学，英国牛津大学，意大利肿瘤研究所等处的研究人员发现一种小RNA分子：miR-200s在肿瘤转移过程中扮演了一个“两面派”的角色，一方面miR-200s能减缓原发性乳腺癌细胞向血液循环系统的初始逃逸，抑制这个过程中癌症的扩散速度，另外一个方面当癌细胞已经逃逸出来，寻找新的“殖民地”（比如肺部）的时候，这个相同的小分子竟又能够帮助促进这个过程。这一研究成果公布在8月7日的《自然—医学》（Nature Medicine）杂志在线版上。 领导这一研究的是普林斯顿大学分子生物学系副教授康毅滨博士，其早年毕业于复旦大学，2000年获得杜克大学遗传学博士学位，之后曾在纽约曼哈顿的史隆凯特琳癌症研究中心进行博士后研究，目前任普林斯顿大学分子生物学系副教授。 这篇文章中关注的miR-200是胚胎发育过程中的关键因子，之前曾有研究发现miR-200在肿瘤转移早期阶段能抑制肿瘤转移，然而此项研究首次证明miR-200能通过改变肿瘤细胞和宿主组织之间的环境，促进晚期肿瘤转移。 大部分肿瘤都起源自上皮组织，上皮细胞中E-钙黏蛋白的高表达水平能帮助细胞间黏合，维持组织的结构和功能。但在肿瘤转移的第一步，E-钙黏蛋白表达水平会降低，降低细胞间的相互作用，从而癌细胞能逃逸出来，这个过程称为上皮细胞至间充质细胞的转化(Epithelial to Mesenchymal Transition, EMT)。正常组织中仅在很少的情况下出现EMT——比如伤口愈合，而在肿瘤转移过程中，癌细胞能利用这个胚胎细胞的特征，扩散到远距离的器官中。 康毅滨研究组之前曾发现miR-200能促进E-钙黏蛋白的表达，从而阻断EMT过程和癌细胞转移，因此miR-200被认为可以作为抑制肿瘤转移的潜在治疗药物。但是在最新这篇文章中，康毅滨研究组的研究人员又发现miR-200在肿瘤转移过程中的作用并不只是以上研究认为的那么简单，它扮演着一个“两面派”的角色。 研究人员通过分析乳腺癌转移实验模型，发现高转移癌细胞中miR-200过表达，而且miR-200表达量高的乳腺癌患者转移复发的风险也很高，进一步肺癌转移样品分析表明，miR-200在这些样品中的表达量也比原发性乳腺癌样品中的表达量高。 康毅滨总结道，“一旦逃逸癌细胞 扩散到远隔器官，miR-200s就能帮助它们恢复原有的黏附特性，建立紧密的细胞间联系，这样癌细胞就能生存下来，导致继发性肿瘤的生长”，“从本质上说，这种在上皮组织和间质状态之间自由转变的灵活性，能帮助癌细胞应对转移过程中面临的各种问题”。 除此之外，这一研究小组还发现miR-200s能通过抑制运输蛋白Sec23的表达阻断一条重要的蛋白分泌途径，从而降低从癌细胞中分泌出的，包括IGFBP4和TINAGL1等在内的抑制肿瘤转移的蛋白的表达量。此项研究从而揭示了EMT 和MET在癌转移中不仅影响癌细胞本身的特征， 而且也影响癌细胞和周围微环境的相互作用， 从而影响它们转移到其它器官的能力。国际癌转移学会主席， 墨尔本大学教授Rik Thompson认为这一研究揭示了miR-200s和MET在癌转移中鲜为人知的分子机理，具有开创性的重要意义。 基于这一研究结果， 研究人员认为将miR-200s用来抑制癌转移可能有以前没有料想到的不良副作用。更可行的方法是直接用IGFBP4或TINAGL1等miR-200s的下游靶点做为抑制癌转移的蛋白，以避开miR-200s在癌转移中多重功能和可能的副作用。 康毅滨认为，miR-200s并不是唯一的同时具有抑癌和促癌双面功能的分子。许多被深入研究过的信号蛋白如TGF-beta在癌症发展的不同阶段也同样具有如此截然不同的功能。他的研究组正采用转基因鼠等模型研究miR-200s在发育，正常生理以及各种病理情况下的不同功能。
DOI:10.1038/nm.2401 Direct targeting of Sec23a by miR-200s influences cancer cell secretome and promotes metastatic colonization Manav Korpal; Brian J Ell; Francesca M Buffa; Toni Ibrahim; Mario A Blanco; Toni Celià-Terrassa; Laura Mercatali; Zia Khan; Hani Goodarzi; Yuling Hua; Yong Wei; Guohong Hu; Benjamin A Garcia; Jiannis Ragoussis; Dino Amadori; Adrian L Harris; Yibin Kang Although the role of miR-200s in regulating E-cadherin expression and epithelial-to-mesenchymal transition is well established, their influence on metastatic colonization remains controversial. Here we have used clinical and experimental models of breast cancer metastasis to discover a pro-metastatic role of miR-200s that goes beyond their regulation of E-cadherin and epithelial phenotype. Overexpression of miR-200s is associated with increased risk of metastasis in breast cancer and promotes metastatic colonization in mouse models, phenotypes that cannot be recapitulated by E-cadherin expression alone. Genomic and proteomic analyses revealed global shifts in gene expression upon miR-200 overexpression toward that of highly metastatic cells. miR-200s promote metastatic colonization partly through direct targeting of Sec23a, which mediates secretion of metastasis-suppressive proteins, including Igfbp4 and Tinagl1, as validated by functional and clinical correlation studies. Overall, these findings suggest a pleiotropic role of miR-200s in promoting metastatic colonization by influencing E-cadherin–dependent epithelial traits and Sec23a-mediated tumor cell secretome. |
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