摘要
结直肠癌(Colorectal cancer,CRC)是通常发生于结肠和直肠的恶性肿瘤。根据 2022 年中国癌症的最新统计显示,CRC 在中国癌症中发病率排名第二、死亡率排名第四,严重威胁人类健康。目前治疗 CRC 的传统手段早期主要以手术治疗为主,后期辅助以化疗、放疗等,但副作用大且容易复发,因此研发高效、低毒的新型抗 CRC 药物迫在眉睫。核酸药物具有研发周期短、长效性、靶向特异性强等优点,有望成为除了小分子药物和抗体药物之外的第三大类药物。近年来研究发现:植物微小 RNA(microRNA,miRNA)能够作为物种间的信号传递分子,发挥抗病毒、抗肿瘤及免疫调节等跨界调控功能,因此,从植物中挖掘具有医药效应的 miRNA具有重要意义。 藜麦营养丰富,富含多种有益于健康的活性物质,但目前关于藜麦 miRNAs 的抗肿瘤活性尚未见报道。因此,本研究从藜麦中制备藜麦 miRNAs 提取物,命名为:cqu-miRNAs;研究发现cqu-miRNAs能够显著抑制CRC细胞增殖,诱导CRC细胞凋亡;同时采用裸鼠异体移植瘤模型,进一步证实 cqu-miRNAs 在动物体内也能显著抑制 CRC肿瘤的生长;通过高通量测序预测分析 cqu-miRNAs中与干预 CRC相关的信号通路。研究结果如下: (1)藜麦cqu-miRNAs对人CRC细胞的抑制效应。采用miRNA提取试剂盒,从藜麦中制备的藜麦 miRNAs 的提取物,将其命名为 cqu-miRNAs,通过流式细胞术、MTT 及结晶紫染色法检测其对 CRC 细胞周期、细胞增殖和克隆形成能力的影响,表明:该cqu-miRNAs可通过将CRC细胞的细胞周期阻滞在S期,进而显著抑制 CRC 细胞增殖和克隆形成能力,且具有浓度依赖性;通过流式细胞技术检测cqu-miRNAs对CRC细胞线粒体膜电位和细胞凋亡的影响,发现其可通过降低CRC细胞的线粒体膜电位,进而诱导细胞凋亡。 (2)藜麦cqu-miRNAs对CRC裸鼠皮下移植瘤的抑制效应。采用CRC细胞接种于BALB/c裸鼠腋下,构建裸鼠CRC皮下肿瘤模型,通过cqu-miRNAs干预治疗;结果显示:与对照组相比,cqu-miRNAs 显著抑制了裸鼠肿瘤的生长,肿瘤体积和重量明显降低;肿瘤增殖主要标志物 Ki67 被 cqu-miRNAs 治疗后显著降低;TUNEL 染色结果显示加药处理组可以诱导肿瘤组织的细胞凋亡;同时对裸鼠的主要脏器没有造成明显损伤;这些结果说明,cqu-miRNAs 在裸鼠体内也能发挥的抗CRC活性。 (3)cqu-miRNAs测序及其抗CRC相关通路预测。将藜麦cqu-miRNAs进行高通量测序,富集到的已知miRNA成熟体的数目为125个,未知miRNA成熟体的数目为5个;已知miRNA归属于25个miRNA家族,包括miR156家族、miR159家族、miR160 家族、miR166 家族、miR167 家族等,序列长度主要富集在 21 nt;选择了人类的全基因组作为靶基因,KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)通路富集分析显著富集在CRC信号通路,包括Wnt信号通路、PI3K/AKT 信号通路、凋亡、p53 信号通路和 TGF-β 信号通路等。这说明:藜麦cqu-miRNAs中的效应miRNA可能通过调控CRC相关信号通路发挥抗CRC活性。 综上,本研究从藜麦中制备获得 miRNAs 提取物 cqu-miRNAs,并首次发现其具有抑制 CRC 细胞增殖、克隆形成和诱导细胞凋亡的抗肿瘤活性,且在裸鼠肿瘤模型中也得到了进一步的验证;并通过高通量测序进一步对 cqu-miRNAs 抗肿瘤活性的相关靶点进行预测,为其在核酸药物方面的研发应用提供理论基础。