Экспериментальное исследование влияния miR-107, нацеленного на NKD1, на митохондриальный окислительный фосфорилирование в клетках рака молочной железы

WANG Jia ,  

LIU Dan ,  

SHI Bin ,  

MA Xiaolan ,  

XIAO Wen ,  

摘要

背景与目的线粒体氧化磷酸化是肿瘤细胞获取能量的关键过程,与肿瘤生物学特征密切相关。微小RNA(microRNA,miRNA)可以通过与信使RNA(messenger RNA,mRNA)结合调控肿瘤细胞代谢重编程。本研究旨在探究miR-107靶向裸角质层同源蛋白1(naked cuticle homolog 1,NKD1)调控乳腺癌细胞线粒体氧化磷酸化的作用机制。方法利用TNM数据库检测NKD1在乳腺癌组织样本(n=1 095)和癌旁组织样本(n=403)的表达,分析NKD1表达与患者预后的相关性;回顾性收集2024年6月—2025年6月在宁夏医科大学总医院肿瘤外科就诊的符合纳入和排除标准患者的乳腺癌组织及癌旁组织样本,采用实时定量反转录聚合酶链反应(quantitative real-time PCR,qRT-PCR)和蛋白质印迹法(Western blot)检测验证NKD1在乳腺癌组织和细胞系中的表达。构建NKD1敲低载体(siNKD1),RNA-seq分析敲低NKD1富集的生物学功能及信号转导通路,Western blot方法验证NKD1对Wnt/β-catenin通路及氧化磷酸化的影响。利用加权基因共表达网络分析(weighted gene coexpression network analysis,WGCNA)筛选TCGA和GEO数据库中与乳腺癌表型相关的核心miRNA模块;采用在线生物信息学数据库TargetScan、miRWalk预测与NKD1高度相关的miRNA;利用TCGA和GEO数据库及生存分析明确miR-107在乳腺癌中的表达及对患者预后的影响;双荧光素酶报告分析验证miR-107和NKD1的靶向关系;通过瞬时转染法在MDA-MB-231细胞中分别转染miR-107 mimic、miR-107 inhibitor,Western blot方法检测NKD1表达及细胞氧化磷酸化水平。本研究经宁夏医科大学总医院伦理委员会批准(编号:KYLL-2022-0514)。结果TNM数据库结合纳入本研究的10例乳腺癌组织及10例癌旁组织样本分析显示,NKD1在乳腺癌组织中低表达且与患者不良预后呈负相关;RNA-seq分析发现,敲低NKD1显著富集Wnt/β-catenin信号转导通路和氧化磷酸化通路,Western blot结果显示,敲低NKD1促进Axin降解,增加β-catenin和GSK-3β蛋白表达;GSEA富集分析显示,敲低NKD1增加c-Myc和IDH2蛋白表达;氧化磷酸化抑制剂(IACS-010759)显著抑制细胞增殖,联合siNKD1组对细胞增殖的抑制速率有所回复(P<0.05)。WGCNA分析显示,TCGA-ME brown和GEO-ME blue模块与乳腺癌表型高度相关,将上述模块与数据库联合分析显示,靶向NKD1的miRNA为miR-107,且NKD1表达与miR-107表达呈负相关。数据库分析表明,与正常组织相比,乳腺癌组织中miR-107高表达,且与患者预后不良相关(P<0.05)。双荧素酶报告基因实验证实miR-107直接作用靶点为NKD1基因,miR-107与NKD1表达呈负相关。与对照组相比,单独转染miR-107 inhibitor组细胞氧化磷酸化水平降低,但共转染miR-107 inhibitor和siNKD1组细胞氧化磷酸化水平有所回复(P<0.05)。结论miR-107通过靶向抑制NKD1激活Wnt/β-catenin信号转导通路促进乳腺癌细胞线粒体氧化磷酸化。

关键词

окислительное фосфорилирование;miR-107;NKD1;рак молочной железы;сигнальный путь Wnt/β-катенин

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