本期导读
2020-07-30潘兴华
潘兴华
中国人民解放军联勤保障部队第九二〇医院基础医学实验室主任
中国人民解放军联勤保障部队第九二〇医院博士后管理中心主任
干细胞与免疫细胞生物医药技术国家地方联合工程实验室主任
云南省细胞治疗技术转化医学重点实验室主任
全军转化医学专业委员会副主任委员
全军实验动物专业委员会常务委员
云南省医学细胞生物学会副主任委员
云南省干细胞临床研究专家委员会委员
恶性肿瘤因其旺盛的分裂增殖能力、高侵袭力、转移、扩散和免疫逃避等,严重威胁人类生命,且年发病率不断攀升,是目前临床治疗中非常棘手的问题。肿瘤发生的遗传基础是基因结构改变,但这可能只是始动因素,恶性肿瘤的发展依赖于遗传基因的结构、修饰、转录、翻译和分子之间的相互调控。在这些种类繁多,调控机制复杂的分子中,关于非编码RNA与肿瘤的关系知之甚少。
在人类基因组中,有90﹪的基因可以转录为RNA,但其中只有不到2﹪的基因能够在转录后翻译为蛋白质,不编码蛋白质的非编码基因占98﹪以上。非编码RNA 主要在基因修饰与转录、RNA成熟和蛋白质翻译等水平调控基因表达,通过RNA语言构成RNA分子和蛋白质分子相互作用网络,参与胚胎发育、细胞增殖、分化、凋亡、感染以及免疫应答等生理过程,与恶性肿瘤、心血管系统疾病和代谢疾病等紧密相关。非编码RNA的调节贯穿于肿瘤细胞的细胞周期、凋亡、增殖、代谢、自噬、干性、衰老、迁移、侵袭、药物抵抗、血管生成和肿瘤微环境中免疫细胞招募和活化等过程中,只有揭示非编码RNA的作用靶点、信号通路及网络调控机制,才能寻找到有效的防治措施。我国学者在非编码RNA研究方面做出了杰出贡献,发现了一系列RNA分子并阐明了它们的作用机制,为重新认识基因的转录、翻译,细胞之间的相互作用等基本生命活动提供了新的见解。本期杂志发表了4篇关于非编码RNA与肺癌、宫颈癌、卵巢癌和动脉硬化相关联系的研究论文,主要贡献是阐明了几种非编码miRNA和lncRNA在特定肿瘤发展过程中的作用,揭示了它们的作用靶点、信号通路及基因表达调控机制,这些发现是非编码RNA调节肿瘤生长的新证据,为肿瘤诊断、分子治疗靶点和临床疗效与预后判定提供新依据。
“miR-33-3p靶向TWIST1调控上皮间质转化(EMT)抑制非小细胞肺癌A549细胞迁移和侵袭的实验研究”一文,在发现下调miR-363-3p表达可通过靶向Sox4诱导EMT进程,促进癌细胞的迁移和侵袭,上调其表达可抑制癌细胞的迁移和侵袭的背景下,以非小细胞肺癌A549细胞为研究对象,研究了miR-363-3p和TWIST1的关系,发现miR-363-3p 与EMT相关转录因子TWIST13'UTR存在互补序列,通过靶向结合TWIST1抑制EMT进程而抑制癌细胞迁移和侵袭。该论文的贡献是阐明了miR-363-3p靶向TWIST1调控非小细胞肺癌A549细胞迁移和侵袭的分子机制。由于EMT是影响肿瘤复发和转移的重要组织微环境因素,是赋予肿瘤细胞迁移和侵袭能力的生物学过程,抑制EMT进程可以有抑制肿瘤转移,因而miR-363-3p miR 可能成为抑制EMT 过程进而抑制非小细胞肺癌侵袭和转移的关键调控分子和治疗药物。
“miR-98-5p靶向PYGO2基因对宫颈癌细胞增殖、迁移和侵袭的影响及其作用机制研究”一文,通过TargetScan数据库预测到PYGO2 与miR-98-5p存在结合位点,推测miR-98-5p 可能靶向调控PYGO2,进而以临床宫颈癌组织和癌旁组织为研究材料,分析了这2种分子在宫颈癌组织和细胞中的表达变化及相互关系。结果证实,miR-98-5p在宫颈癌组织和细胞中低表达,而PYGO2 呈高表达,过表达miR-98-5p或抑制PYGO2表达均可抑制Siha细胞增殖、迁移和侵袭。该论文的主要贡献是发现miR-98-5p靶向调控PYGO2的表达,进而抑制宫颈癌细胞的增殖、迁移和侵袭,而PYGO2过表达可逆转miR-98-5p 对宫颈癌细胞的上述作用,提示miR-98-5p和PYGO2均可作为宫颈癌早期诊断的标志物,精准治疗的靶点,判定预后的新指标。
miRNA 参与调控卵巢癌发生发展、转移、耐药及复发等过程。lncRNA RPL34-AS1 可通过下调RPL34表达抑制食道癌细胞的增殖、迁移和侵袭。miR-575在非小细胞肺癌细胞系、胃癌组织和细胞中上调表达,可促进非小细胞肺癌细胞的增殖及侵袭,抑制miR-575表达可抑制胃癌细胞增殖,促进细胞凋亡。“lncRNA RPL34-AS1通过靶向调控miR-575表达对卵巢癌SKOV3细胞增殖、周期和凋亡的影响”一文,针对miR-575在卵巢癌中的作用及其对卵巢癌细胞增殖和凋亡的影响尚未清楚的实际,通过LncBase 在线预测发现RPL34-AS1与miR-575存在结合位点,进而研究了RPL34-AS1对卵巢癌细胞增殖、凋亡的影响及与miR-575的关系。结果发现,过表达RPL34-AS1 可通过靶向下调miR-575抑制卵巢癌SKOV3细胞增殖,促进细胞凋亡,同时miR-575过表达可逆转RPL34-AS1 对卵巢癌SKOV3细胞增殖抑制和凋亡促进的作用。说明促进RPL34-AS1和抑制miR-575表达均能抑制卵巢癌细胞的增殖,进而抑制其恶性发展。
以往关于代谢性疾病的调控机制研究主要侧重于编码蛋白的基因,关注非编码RNA的代谢调节研究较少。相对于肿瘤学,非编码RNA,尤其是lncRNA,在代谢及代谢性疾病中的研究广度和深度明显滞后。lncRNA表达丰度低、时空表达特异性强、序列保守性差,对于lncRNA的代谢调节作用需要在特定的生理病理情况下去发现和挖掘。“HOXA-AS2靶向miR-17对动脉粥样硬化模型细胞生物学功能以及炎症因子的影响”一文,首先用Starbase数据库预测显示HOXA-AS2与miR-17存在结合位点,证实HOXA-AS2 可促进细胞增殖,抑制血清氧化型低密度脂蛋白引起的细胞凋亡和炎症因子的释放,发现这一作用是HOXA-AS2靶向调节miR-17的表达实现,而miR-17过表达也可以反过来抑制HOXA-AS2的促细胞生长和抑制细胞凋亡、炎症因子释放作用,意示二者存在双向调节作用。该论文报告的结果提示,HOXA-AS2 具有能成为动脉粥样硬化防治新药物潜能,miR-17-5p 则可能成为代谢综合征、动脉粥样硬化防治的靶分子和诊断指标,该结果对认识非编码RNA在动脉粥样硬化发展中的基因转录调节规律性具有重要的科学价值。
潘兴华教授及团队简介
潘兴华,中国人民解放军联勤保障部队第九二〇医院基础医学实验室和细胞生物治疗中心主任,博士后管理中心主任,主任医师,教授,博士生导师,云南省产业技术领军人才。兼任干细胞与免疫细胞生物医药技术国家地方联合工程实验室主任,云南省细胞治疗技术转化医学重点实验室主任,云南省新生儿遗传代谢性疾病筛查分中心主任,云南省干细胞临床研究专家委员会委员,云南省成体干细胞治疗技术创新团队和军队科技人才团队带头人,《中华细胞与干细胞杂志(电子版)》、《西南国防医药》、《西南军医》、《世界华人消化》等8家杂志编委。
主要研究方向为细胞生物治疗技术、人类疾病动物模型创建及再生医学研究。主持承担国家科技支撑计划、国家自然基金和省科技计划重大专项、高新技术项及军队项目24项。创建了38种以灵长类、树鼩为代表的组织器官损伤、系统性炎症、代谢综合征、衰老退变等疾病模型并用于干细胞治疗研究,阐明了干细胞治疗的部分作用与机制,发现了间充质干细胞逆转衰老的细胞学基础和基因修饰与转录调控规律,建立了间充质干细胞治疗12类18种疾病的临床治疗技术方案。获授权专利14项,获省部级一等奖2项,二等奖5项,三等奖12项。出版专著8部,发表论文348篇,其中SCI收录58篇。培养博士后13名,博、硕士34名。
中国人民解放军联勤保障部队第九二〇医院基础医学实验室是一个集医、教、研为一体,在细胞生物技术领域有鲜明特色的科技创新平台,拥有干细胞与免疫细胞生物医药技术国家地方联合工程实验室、云南省细胞治疗技术转化医学重点实验室、云南省新生儿遗传代谢病筛查分中心、博士后管理中心、实验动物中心等。技术团队为云南省成体干细胞治疗技术创新团队和军队科技人才团队。先后建立8种临床级细胞制备、鉴定和质量控制技术及标准,研发完成“人脐带间充质干细胞注射液”,建成1个脐带干细胞种子库并制备储存2万余份种子细胞,完成12类、38种重大疾病模型创建及细胞治疗技术研究,系统性解决了多种干细胞和免疫细胞的采集、制备、鉴定、质量控制、安全、疗效和机制等临床前关键技术问题。牵头建立多学科共建细胞生物治疗中心,获批细胞治疗技术临床应用项目3项,建立院士工作站1个,累计开展干细胞与免疫细胞临床治疗6 000余例,分子医学检测60万人份。该实验室历经近30年的建设和发展,形成了在军内和地区干细胞与免疫细胞研究领域有一定技术优势的新型学科,目前正在向干细胞治疗衰老退变、代谢性疾病的研究方面领跑世界的方向努力。