缺氧微环境诱导的 miR‐210 上调通过靶向 E‐cadherin 促进乳腺癌干细胞转移、增殖和自我更新

摘要 乳腺癌干细胞（BCSC）是一小部分具有干细胞样特性的乳腺癌细胞亚群，在肿瘤形成、转移、抗癌治疗耐药以及癌症复发中起着至关重要的作用。MicroRNA（miRNA）通过调控特定的癌基因和抑癌基因参与肿瘤发生，其在 BCSC 中的作用也日益明确。本研究建立了一种新型三维（3D）半固体培养体系，用于培养含有高比例 BCSC 的 MCF‐7 成球细胞。通过 miRNA 微阵列评估了 MCF‐7 亲本细胞、富集 BCSC 的 MCF‐7 成球细胞以及 CD44 + /CD24 − MCF‐7 细胞之间的 miRNA 表达差异，并通过定量 RT‐PCR 验证了 miR‐210 在 MCF‐7 成球细胞和 CD44 + /CD24 − MCF‐7 细胞中的高表达。将 MCF‐7 细胞置于缺氧培养箱中培养，以检测缺氧对 miR‐210 表达和细胞干性的影响。采用 3‐(4,5‐dimethylthiazol‐2‐ yl )‐2,5‐diphenyl tetrazolium bromide (MTT)、transwell 和成球实验检测了 miR‐210 过表达的 MCF‐7 细胞以及敲低 miR‐210 的 MCF‐7 成球细胞的增殖、迁移和自我更新能力。通过双荧光素酶报告基因实验和 Western blotting 验证了 miR‐210 的靶标。开展体内异种移植实验和转移实验以研究 miR‐210 靶向 E‐cadherin 对 BCSC 生长和肺转移的影响，并通过免疫组织化学和免疫荧光对肿瘤进行了评估。我们开发了一种新型 3D 半固体培养体系来培养富含 BCSC 的 MCF‐7 成球细胞，并通过进行 miRNA 表达谱分析发现，与 MCF‐7 亲本细胞相比，这些细胞中的 miR‐210 显著上调。在 CD44 + /CD24 − MCF‐7 细胞和人 CD44 + /CD24 − 乳腺癌细胞中也检测到了 miR‐210 的高表达，并证实这部分是由于 MCF‐7 细胞球或实体瘤中 BCSC 周围的缺氧微环境所致。在体外和体内研究中，MCF‐7 细胞中 miR‐210 的异位表达均促进了其迁移、侵袭、增殖和自我更新。我们进一步报道了 miR‐210 通过靶向 E‐cadherin mRNA 的开放阅读框区域以及上调 E‐cadherin 转录抑制因子 Snail 来抑制 E‐cadherin 的表达。相应地，E‐cadherin 过表达在体外和体内均削弱了 miR‐210 过表达 MCF‐7 细胞的迁移、侵袭、增殖和自我更新能力。这些发现揭示了一条以缺氧介导的 miR‐210 靶向 E‐cadherin 为核心的新型调控通路，该通路促进了 BCSC 的特性维持和乳腺肿瘤发生。—Tang, T., Yang, Z., Zhu, Q., Wu, Y., Sun, K., Alahdal, M., Zhang, Y., Xing, Y., Shen, Y., Xia, T., Xi, T., Pan, Y., Jin, L. Up‐regulation of miR‐210 induced by a hypoxic microenvironment promotes breast cancer stem cell metastasis, proliferation, and self‐renewal by targeting E‐cadherin. FASEB J. 32, 6965–6981 (2018). www.fasebj.org