Фон и цель: митохондриальное окислительное фосфорилирование является ключевым процессом получения энергии опухолевыми клетками и тесно связано с биологическими характеристиками опухоли. МикроРНК (microRNA, miRNA) могут регулировать метаболическую перепрограммирование опухолевых клеток через связывание с матричной РНК (messenger RNA, mRNA). Целью настоящего исследования было изучение механизма действия miR-107, нацеленного на белок гомолог голого кутикула 1 (naked cuticle homolog 1, NKD1), в регуляции митохондриального окислительного фосфорилирования клеток рака молочной железы. Методы: с использованием базы данных TNM исследовали экспрессию NKD1 в образцах тканей рака молочной железы (n=1095) и паракарциноматозных образцах (n=403), проанализировали связь экспрессии NKD1 с прогнозом пациентов; ретроспективно собрали образцы ткани рака молочной железы и паракарциноматозных тканей у пациентов, соответствующих критериям включения и исключения, посетивших онкологическое хирургическое отделение Общей больницы Нинсянского медицинского университета с июня 2024 по июнь 2025 года; экспрессию NKD1 в тканях и клеточных линиях верифицировали методами количественной ПЦР в реальном времени (quantitative real-time PCR, qRT-PCR) и западного блоттинга (Western blot). Сконструировали вектор с нокаутом NKD1 (siNKD1), провели RNA-секвенирование для анализа обогащённых биологических функций и сигнальных путей при нокауте NKD1, методом Western blot проверили влияние NKD1 на путь Wnt/β-катенин и окислительное фосфорилирование. Для отбора основных модулей miRNA, связанных с фенотипом рака молочной железы в базах данных TCGA и GEO, применили метод взвешенного анализа совокупного экспрессии генов (weighted gene coexpression network analysis, WGCNA); с помощью онлайновых баз биоинформатики TargetScan и miRWalk предсказали miRNA с высокой связью с NKD1; с помощью баз TCGA и GEO и анализа выживаемости определили экспрессию miR-107 в раке молочной железы и её влияние на прогноз пациентов; с помощью двойного люциферазного репортёра подтвердили целевое взаимодействие miR-107 и NKD1; методом временной трансфекции в клетках MDA-MB-231 вводили имитатор miR-107 (mimic) и ингибитор (inhibitor), с помощью Western blot оценивали экспрессию NKD1 и уровень окислительного фосфорилирования. Исследование одобрено этическим комитетом Общей больницы Нинсянского медицинского университета (номер: KYLL-2022-0514). Результаты: анализ базы TNM совместно с 10 образцами тканей рака молочной железы и 10 образцами паракарциноматозных тканей показал пониженную экспрессию NKD1 в тканях рака, которая негативно коррелировала с неблагоприятным прогнозом пациентов; RNA-seq выявил значительное обогащение сигнального пути Wnt/β-катенин и пути окислительного фосфорилирования при нокауте NKD1, Western blot показал, что нокаут NKD1 способствует деградации Axin, увеличивает экспрессию белков β-катенин и GSK-3β; анализ GSEA выявил, что нокаут NKD1 усиливает экспрессию белков c-Myc и IDH2; ингибитор окислительного фосфорилирования (IACS-010759) значительно подавляет пролиферацию клеток, совместное добавление siNKD1 частично восстанавливает скорость ингибирования пролиферации (P<0.05). Анализ WGCNA показал, что модули TCGA-ME brown и GEO-ME blue тесно связаны с фенотипом рака молочной железы, объединённый анализ с базами данных выявил, что miR-107 является miRNA, нацеленной на NKD1, а экспрессия NKD1 отрицательно коррелирует с выраженностью miR-107. Анализ баз данных показал высокую экспрессию miR-107 в тканях рака молочной железы по сравнению с нормальными тканями, а также связь с неблагоприятным прогнозом (P<0.05). Эксперименты с двойным люциферазным репортёром подтвердили, что прямой мишенью miR-107 является ген NKD1, а экспрессия miR-107 обратно коррелирует с выражением NKD1. По сравнению с контролем, введение только ингибитора miR-107 снижает уровень окислительного фосфорилирования в клетках, однако совместная трансфекция ингибитора miR-107 и siNKD1 частично восстанавливает уровень окислительного фосфорилирования (P<0.05). Вывод: miR-107 активирует сигнальный путь Wnt/β-катенин, нацеливаясь на подавление NKD1, способствуя митохондриальному окислительному фосфорилированию в клетках рака молочной железы.

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