Hintergrund und Ziel Die mitochondriale oxidative Phosphorylierung ist ein entscheidender Prozess zur Energiegewinnung in Tumorzellen und eng mit den biologischen Merkmalen von Tumoren verbunden. Mikro-RNAs (microRNA, miRNA) können die metabolische Reprogrammierung von Tumorzellen durch Bindung an messenger RNA (mRNA) regulieren. Diese Studie untersucht den Mechanismus, durch den miR-107 das naked cuticle homolog 1 (NKD1) zielgerichtet reguliert, um die mitochondriale oxidative Phosphorylierung in Brustkrebszellen zu steuern. Methoden Die TNM-Datenbank wurde verwendet, um die Expression von NKD1 in Brustkrebsgewebeproben (n=1.095) und angrenzenden Tumorgeweben (n=403) zu bestimmen und die Korrelation zwischen NKD1-Expression und Patientenprognose zu analysieren; retrospektiv wurden zwischen Juni 2024 und Juni 2025 Brustkrebs- und angrenzende Gewebeproben von Patienten gesammelt, die den Einschluss- und Ausschlusskriterien im Tumorchirurgiezentrum des Allgemeinen Krankenhauses der Ningxia Medizinischen Universität entsprachen. Die Expression von NKD1 wurde in Brustkrebsgeweben und Zelllinien mittels quantitativer Echtzeit-PCR (qRT-PCR) und Western Blot verifiziert. Ein NKD1-Knockdown-Vektor (siNKD1) wurde konstruiert. RNA-seq analysierte die biologischen Funktionen und Signalwege, die durch NKD1-Knockdown angereichert wurden, und Western Blot bestätigte die Wirkung von NKD1 auf den Wnt/β-Catenin-Signalweg und die oxidative Phosphorylierung. Die gewichtete Gen-Koexpressionsnetzwerkanalyse (WGCNA) wurde verwendet, um zentrale miRNA-Module, die mit dem Brustkrebs-Phänotyp in den TCGA- und GEO-Datenbanken zusammenhängen, zu selektieren; Online-Bioinformatikdatenbanken TargetScan und miRWalk sagten miRNAs voraus, die stark mit NKD1 korrelieren; mithilfe der TCGA- und GEO-Datenbanken sowie Überlebensanalysen wurde die Expression von miR-107 bei Brustkrebs und dessen Einfluss auf die Prognose der Patienten bestimmt; die Doppel-Luciferase-Reporter-Analyse bestätigte die Zielbeziehung zwischen miR-107 und NKD1; durch transienten Transfer wurden miR-107 mimic und miR-107 inhibitor jeweils in MDA-MB-231-Zellen transfiziert, und NKD1-Expression sowie zelluläre oxidative Phosphorylierungsniveaus wurden mittels Western Blot gemessen. Die Studie wurde vom Ethikkomitee des Allgemeinen Krankenhauses der Ningxia Medizinischen Universität genehmigt (Nummer: KYLL-2022-0514). Ergebnisse Die Analyse der TNM-Datenbank zusammen mit 10 Brustkrebs- und 10 angrenzenden Gewebeproben zeigte, dass NKD1 in Brustkrebsgeweben niedrig exprimiert ist und negativ mit einer schlechten Prognose der Patienten korreliert; RNA-seq zeigte, dass der NKD1-Knockdown signifikant den Wnt/β-Catenin-Signalweg und den oxidativen Phosphorylierungsweg anreichert, die Western-Blot-Ergebnisse zeigten, dass der NKD1-Knockdown den Abbau von Axin fördert und die Expression der Proteine β-Catenin und GSK-3β erhöht; die GSEA-Enrichmentsanalyse zeigte, dass der NKD1-Knockdown die Proteine c-Myc und IDH2 erhöht; ein Inhibitor der oxidativen Phosphorylierung (IACS-010759) hemmte signifikant die Zellproliferation, und die Hemmrate der Zellproliferation wurde in der siNKD1-kombinierten Gruppe teilweise wiederhergestellt (P<0,05). Die WGCNA-Analyse zeigte, dass die Module TCGA-ME brown und GEO-ME blue eng mit dem Brustkrebs-Phänotyp korrelieren, und die kombinierte Analyse mit Datenbanken ergab, dass das auf NKD1 zielende miRNA miR-107 ist und die NKD1-Expression negativ mit der miR-107-Expression korreliert. Die Datenbankanalyse zeigte, dass miR-107 im Brustkrebsgewebe im Vergleich zu normalem Gewebe hoch exprimiert ist und mit einer schlechten Prognose der Patienten assoziiert ist (P<0,05). Das Doppel-Luciferase-Reporter-Experiment bestätigte, dass das direkte Ziel von miR-107 das NKD1-Gen ist und miR-107 negativ mit der NKD1-Expression korreliert. Im Vergleich zur Kontrollgruppe zeigte die einzelne Transfektion mit dem miR-107-Inhibitor eine Verringerung des Niveaus der zellulären oxidativen Phosphorylierung, aber im kombinierten Transfektionsansatz mit miR-107-Inhibitor und siNKD1 wurde das Niveau der oxidativen Phosphorylierung teilweise wiederhergestellt (P<0,05). Schlussfolgerung miR-107 fördert die mitochondriale oxidative Phosphorylierung von Brustkrebszellen durch gezielte Hemmung von NKD1 und Aktivierung des Wnt/β-Catenin-Signalwegs.

oxidative Phosphorylierung;miR-107;NKD1;Brustkrebs;Wnt/β-Catenin-Signalweg