mir375外科學基金申請答辯

1、MiR-375調(diào)控PDHK1影響肝癌細胞能量代謝新機制,答辯人:許鑫森 導師:劉昌,7年制學生臨床創(chuàng)新科研基金答辯,目錄,,5,,,4,,,3,,,2,,,1,,前期基礎(chǔ),研究內(nèi)容,技術(shù)路線,創(chuàng)新之處,立項依據(jù),,6,,年度研究計劃,1 立項依據(jù)-Warburg effect,肝癌細胞作為生長增殖失控的細胞，其重要的生物學標志是能量代謝異常。,以糖酵解水平增強為主要表現(xiàn)（即“Warburg effect”）的糖代謝通路異常是其中

2、的核心環(huán)節(jié)。,,正常細胞在有氧時通過糖的有氧氧化分解獲取能量，只有在缺氧時才進行無氧糖酵解；而腫瘤細胞無論在常氧還是在缺氧環(huán)境下，都表現(xiàn)為糖酵解水平顯著增強，而線粒體內(nèi)丙酮酸氧化效率受到抑制。,Warburg效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)，將腫瘤特有代謝異常問題提到了重要地位。該現(xiàn)象目前被認為是腫瘤細胞惡性轉(zhuǎn)化中的基礎(chǔ)代謝改變，并被應(yīng)用于肝癌的臨床診斷和靶向治療。,,丙酮酸脫氫酶（pyruvate dehydrogenase，PDH）,能夠特異性抑制PDH

3、活性，從而限制丙酮酸向乙酰輔酶A的代謝,目前鑒定出4種PDHK同工酶：PDHK1、PDHK2、PDHK3以及PDHK4PDHK1能催化PDH全部三個磷酸化位點，因而對PDH的抑制作用更為關(guān)鍵,調(diào)節(jié)糖酵解產(chǎn)生的丙酮酸轉(zhuǎn)化成乙酰輔酶A進入線粒體代謝,丙酮酸脫氫酶激酶（Pyruvate Dehydrogenase Kinase，PDHK）,PDHK1在正常組織中被檢測到微量表達，而在頭頸部癌、非小細胞肺癌、乳腺癌、結(jié)腸癌等多種腫瘤細胞中表達

4、增強。,,,1 立項依據(jù)-丙酮酸脫氫酶激酶異常表達,1 立項依據(jù)-腫瘤細胞中丙酮酸脫氫酶激酶的調(diào)控方式,《Molecular Cell》最近發(fā)表評論文章指出，PDHK1在腫瘤細胞代謝重編程中發(fā)揮關(guān)鍵作用，具有重要的研究價值。,microRNA作為影響基因轉(zhuǎn)錄后翻譯的重要因子，被發(fā)現(xiàn)具有調(diào)控腫瘤細胞代謝的重要功能。,1 立項依據(jù)-miRNA與丙酮酸脫氫酶激酶,miRNA,PDHK1,,靶向抑制,然而microRNA是否具有靶向PDHK1的

5、作用尚未受到關(guān)注。,2 前期研究-基于芯片數(shù)據(jù)的線粒體相關(guān)miRNAs預(yù)測及篩選,通過96對肝癌組織標本芯片篩選出5個與線粒體代謝功能相關(guān)且在肝癌中差異表達的候選miRNAs,miRNA-375最早由Poy MN等于2004年在Nature雜志報道。隨后的研究表明，miRNA-375與2型糖尿病以及胰島素耐受相關(guān)，并能夠影響胰島細胞的發(fā)育和調(diào)控胰島素的釋放，參與全身糖代謝水平的調(diào)控。,調(diào)控PDHK1的潛在miRNAs,不同腫瘤細胞miR

6、-375靶點基因及與能量代謝通路的關(guān)系,2 前期研究-miRNA-375與腫瘤關(guān)系密切,最近研究發(fā)現(xiàn)，miR-375還在腫瘤細胞中發(fā)揮重要作用。,2 前期研究-運用多種預(yù)測軟件對miR-375靶點進行預(yù)測,經(jīng)預(yù)測，miR-375能夠結(jié)合到PDHK1的3’UTR區(qū)域。同時，利用多個miRNA靶基因預(yù)測網(wǎng)站（miRanda，miRDB，miRWalk以及Targetscan）對分析結(jié)果進行驗證，能夠佐證miR-375靶基因的預(yù)測結(jié)果。,,通

7、過miRanda軟件共發(fā)現(xiàn)miR-375與PDHK1關(guān)系密切,進一步對miR-375前體及miR-375成熟體的二級結(jié)構(gòu)進行分析,2 前期研究-運用多種預(yù)測軟件對miR-375靶點進行預(yù)測,利用熱力學模型,對miR-375與PDHK1的結(jié)合能量改變進行預(yù)測,對7種肝癌細胞系進行miR-375表達檢測,（HepG2，Hep3B，HuH-7，SMMC-7721，MHCC-97H，MHCC-97L，SK-HEP-1）,在肝癌組織標本中驗證mi

8、R-375與上PDHK1的表達相關(guān)性,2 前期研究-miR-375與PDHK1的表達相關(guān)性分析,基于前期結(jié)果，本項目的研究思路為：,3 研究內(nèi)容,本課題的開展能夠深入探討microRNA作為一種調(diào)控肝癌細胞代謝重編程的新機制，并為尋找新的肝癌靶向治療策略提供有利條件。,基于肝癌細胞模型，進一步明確miR-375能夠作為新的機制參與負調(diào)控關(guān)鍵酶PDHK1通過調(diào)控miR-375表達水平進一步驗證miR-375/PDHK1通路在肝癌細胞代

9、謝重編程過程中的作用。探討miR-375作為肝癌治療新靶點的可能性。,4 研究擬采取的技術(shù)路線,,,,,,4 研究擬采取的技術(shù)路線,5 本項目的創(chuàng)新之處,在肝癌細胞水平上系統(tǒng)全面的探討miR-375在腫瘤細胞能量代謝中的作用及其分子機制,,將生物信息學分析技術(shù)和分子生物學實驗技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用于特定miRNA的篩選、靶基因預(yù)測和驗證的研究策略,,,miRNA,腫瘤代謝,線粒體相關(guān)miRNA的生物信息分析策略,5個候選miRNAs,統(tǒng)計學分

10、析以及靶基因預(yù)測手段,miR-375,6 年度研究計劃及研究成果,年度研究計劃：2012.05-2012.12 完成不同代謝條件下多種肝癌細胞系miR-375表達水平的檢 測；構(gòu)建miR-375過表達的肝癌細胞模型，利用上述肝癌

11、 細胞模型，檢測不同miR-375表達水平對肝癌細胞線粒體 能量代謝的影響。2012.12-2013.04 利用雙熒光報告基因以及miRNA表達調(diào)控實驗驗證miR- 375與預(yù)測靶點PDHK1的調(diào)控關(guān)系。2013.04-2013.05 研究資料的匯總、整理等工作，論文發(fā)表。