復旦大學，中科院CancerRes發現癌癥轉移的新機制

　　生物通報道：來自中科院生物化學與細胞生物學研究所，復旦大學中山醫院等處的研究人員發表了題為“KRAS-NFκB-YY1-miR-489 signaling axis controls pancreatic cancer metastasis”的文章，發現KRAS通過激活NF-κB炎癥信號通路激活轉錄因子YY1，進而抑制了受YY1負調控的miR-489的表達，揭示了KRAS癌性突變促進PDAC轉移的分子機制，并提示miR-489可作為靶向治療胰腺癌

　　轉移的候選分子靶標。

　　這一研究成果公布在Cancer Research雜志上，研究由上海生命科學研究院生物化學與細胞生物學研究所劉默芳研究組與中山醫院樓文暉團隊合作完成。第一作者為劉默芳研究組研究生袁鵬、賀小宏和中山醫院普外科戎葉飛博士。

　　胰腺癌是惡性程度最高的人類腫瘤之一，約90%為起源于腺管上皮的導管腺癌（PDAC）。胰腺癌5年生存率不到8%，而高轉移性是胰腺癌死亡的主要原因之一，但目前對胰腺癌轉移的調控機制了解還非常有限。KRAS突變是胰腺癌中最常見的基因突變，存在于約90%的PDAC中，在小鼠模型及人癌細胞系中都證明KRAS突變是胰腺癌發生發展的“driver mutation”，但目前對此突變促進胰腺癌轉移的分子機制還不完全清楚。

　　在這篇文章中，研究人員發現KRAS通過激活NF-κB炎癥信號通路激活轉錄因子YY1，進而抑制了受YY1負調控的miR-489的表達；miR-489通過靶向抑制基質金屬蛋白酶基因ADAM9 和 MMP7，有效抑制PDAC細胞遷移和轉移。普遍存在于PDAC細胞的KRAS癌性突變通過下調miR-489水平促進ADAM9 和 MMP7表達升高，進而促進了PDAC細胞遷移和轉移。

　　這些研究結果揭示了KRAS癌性突變促進PDAC轉移的分子機制，并提示miR-489可作為靶向治療胰腺癌轉移的候選分子靶標。

　　該研究工作得到了中科院上海生命科學信息中心李黨生研究員、新華醫院劉穎斌教授、Lerner Research Institute, Cleveland Clinic李勇教授的大力協助，并得到了國家基金委、國家科技部、中國科學院及上海市科委的資助。該工作的數據收集還得到了生化細胞所公共技術服務中心動物實驗技術平臺、分子生物學平臺和細胞生物學平臺的支持。

　　作者簡介：

　　劉默芳

　　分別于1991年、1994年在華東理工大學獲學士、碩士學位，2000年在中科院上海生物化學研究所獲博士學位。分別于2000 -2005年、2005-2006年在美國國家健康研究院癌癥研究所 (National Cancer Institute, NIH)博士后研究、約翰霍浦金斯醫學院遺傳和分子生物學系任研究助理。2006-至今，中科院上海生化細胞所，先后擔任co-PI、RNA研究技術平臺主任、研究組長。2013年入選國家杰出青年科學基金獲得者。

　　研究方向：

　　非編碼RNA在癌癥發生和精子發生中的功能機制

　　研究工作：

　　實驗室的主要興趣在于了解非編碼RNA的功能和作用機制，主要開展了miRNA在癌癥發生中的功能機制、piRNA在哺乳動物精子發生中的功能機制等兩方面的研究。

　　一、miRNA在癌癥發生中的功能和機制

　　miRNA是一類大小在22個核苷酸左右的小分子非編碼RNA，主要通過堿基互補配對抑制靶mRNA的翻譯或誘導其降解，在轉錄后水平負調控基因表達。miRNA家族包含大批癌性基因或抑癌基因，它們的異常表達可以作為腫瘤臨床診斷、分類、分級甚至預后與治療的指標。慢性炎癥和感染是腫瘤發生的一個關鍵誘因。我們致力于研究miRNA在炎癥相關腫瘤發生中的功能與作用機制，先后發現：（1）miR-155通過抑制socs1發揮致癌作用并成為炎癥-腫瘤發生之間的橋梁（Cancer Res 2014）；（2）miR-155通過激活STAT3和抑制miR-143，在轉錄和轉錄后雙重水平調控己糖激酶2（Hk2）并作用為炎癥-腫瘤細胞能量代謝（或Warburg效應）之間的重要介質分子，揭示了miR-155在炎癥相關腫瘤發生中的重要作用（EMBO J 2012）；（3）癌細胞中的miR-155響應炎癥信號，不僅調控多種癌相關編碼基因的表達，還通過靶向抑制2個miRNA基因的關鍵轉錄因子、調控一系列癌相關miRNA，協奏了癌細胞中的miRNA表達譜（Cell Res 2014）；（4）在非小細胞肺癌（NSCLC）患者血清中劇烈升高的促炎性細胞因子IL-1b，通過抑制miR-101表達、解除miR-101對致癌性RNA結合蛋白Lin28B的靶向性抑制，在NSCLC細胞中發揮促癌作用，為促癌性炎癥致肺癌發生提供了新的分子機制（Cancer Res 2014）； （5）缺氧劇烈增加HuR和Pri-miR-199a的結合，抑制了miR-199a的加工成熟，而miR-199a通過靶向己糖激酶2（Hk2）和丙酮酸激酶2（Pkm2）這兩個癌細胞關鍵糖酵解基因，抑制肝癌細胞的糖代謝，揭示了缺氧促進癌細胞糖酵解的新機制，并為靶向肝癌腫瘤糖酵解和腫瘤生長提供了新的潛在藥靶分子（EMBO J 2015）。我們的研究結果對了解炎癥相關腫瘤的發生機制及腫瘤細胞代謝調控具有重要意義。此外，我們還發現抗惡性間皮瘤罕見病藥物(orphan drug)—Onconase通過靶向miRNA前體抑制miRNA表達，揭示了一種Onconase抗腫瘤活性的新機制（Cell Res 2012）。

　　二、piRNA在哺乳動物精子發生中的功能和機制

　　生殖系細胞擔負著遺傳信息的世代傳遞，其基因組的完整性對個體和物種維持都至關重要。真核生物基因組中存在著大量外來入侵的轉座子、逆轉座子等移動性遺傳元件，如轉座元件和它們的化石序列就分別占了人和小鼠基因組的46%和39%，這些自私型遺傳元件是引發基因組DNA突變、導致基因組不穩定的主要因素。piRNA (PIWI-interacting RNA)是繼miRNA之后、于2006年7月發現的一類動物生殖細胞特異性小分子非編碼RNA，其大小在26-32核苷酸之間。目前認為，piRNA途徑可能是動物生殖細胞進化獲得的一個獨特的對抗外來入侵遺傳元件、維持自身基因組穩定和完整的作用通路，推測piRNA可能在表觀遺傳水平和轉錄后水平沉默轉座子、逆轉座子等DNA移動元件，但目前對piRNA的功能機制還了解不多。生殖細胞特異性表達的PIWI家族蛋白是piRNA作用途徑的中心，為piRNA生物生成及功能所必需。小鼠PIWI家族包括MILI、MIWI和MIWI2三個成員，特異性地在睪丸中表達，對小鼠精子發生至關重要。我們實驗室主要以小鼠PIWI及其相關piRNA為主要研究對象核心，近期研究發現：（1）小鼠piRNA在精子形成后期觸發其結合蛋白PIWI（MIWI）經APC/C-泛素化降解的新途徑和piRNA誘導PIWI降解的新功能，揭示piRNA與MIWI蛋白以協同模式在精子形成后期被共同清除、piRNA作為“配體”調控其結合蛋白泛素化修飾的新機制，并提供了一種新型的蛋白泛素化降解調控模式（Dev Cell 2013）；（2）小鼠粗線期piRNA與其結合蛋白MIWI和脫腺苷酶CAF1組成pi-RISC復合物，指導精子細胞中mRNA大規模地脫腺苷酸化及降解，提供了精子發生后期父本mRNA清除的一種重要分子機制，并揭示了piRNA在哺乳動物精子發育中的新功能（Cell Res 2014）；（3）小鼠piRNA可直接介導部分睪丸mRNA的切割，而此切割作用依賴于MIWI蛋白的slicer及piRNA結合活性，而一些piRNA靶基因的適時降解對于精子形成至關重要，揭示了piRNA可在小鼠睪丸組織中發揮siRNA類似的功能，而且該功能為雄性生殖細胞發育成熟所必需（Cell Res 2015）。

　　樓文暉，男，主任醫師，副教授，碩士生導師，1992年畢業于原上海醫科大學臨床醫學系，同年進入中山醫院普外科工作，1994年考取臨床醫學研究生，師從我國著名外科學家吳肇光教授和秦新裕教授，從事胰腺和胰島移植的研究，1999年獲得醫學博士學位，2001年晉升副主任醫師，2002年被批準為碩士生導師。目前是上海普外科學會青年委員，《中華消化病雜志》（英文版）編委。主要從事胰腺腫瘤診療和研究工作，積累了大量病例和臨床工作經驗，參加胰腺癌手術近200例，工作認真負責。發表國內外論文30多篇，近年來他在國內外核心期刊上發表12篇文章，其中2篇被SCI收錄，先后獲得復旦大學第二屆“世紀之星”、上海市第二屆“醫苑新星” 和復旦大學十佳青年醫生提名獎等稱號，目前承擔上海是衛生局課題一項，參加科研課題2項。