「来源: ｜科研小助手 ID：SciRes」
非小细胞肺癌(NSCLC)是最常见的肺癌之一，具有多种病理特征。肿瘤干细胞(CSCs)已被证实在肿瘤转移和耐药中起关键作用，但其潜在的临床意义和分子机制尚不清楚。
7月7日，中国科学院昆明动物研究所陈勇彬、杨翠萍及昆明医科大学段勇共同以“miR-133b targets NCAPH to promote β-catenin degradation and reduce cancer stem cell maintenance in non-small cell lung cancer”为题，在《Signal Transduction and Targeted Therapy》杂志上发表了相关研究。
为了弄清楚NCAPH敲除诱导的细胞周期停滞是否会导致细胞凋亡(这会使细胞对化疗药物顺铂(cis-diammen dickplatinum，DDP)产生过敏反应)，采集了指示细胞进行膜联蛋白V染色，然后进行了流式细胞术分析，并检测到NCAPH敲除组(接受或不接受DDP治疗)中凋亡细胞群的百分比较高。还检查了肿瘤细胞迁移能力，在NCAPH敲除后，该能力被显著抑制。
为了揭示NSCLC中NCAPH是如何升高的，该研究团队应用了TargetScanHuman方法来预测直接靶向NCAPH的潜在MicroRNA，并鉴定了多种候选MicroRNA。为了缩小确切的功能性miRNA，该研究团队使用web源数据集检查了候选MiRNA在NSCLC中的表达水平，包括miR-133b、miR-140和miR-338在内的三种MiRNA引起了该研究团队的注意，因为它们与NCAPH表达和临床结果呈负相关，并且在NSCLC中也显著降低。然而，只有miR-133b过表达显著抑制NCAPH表达和肿瘤细胞增殖。鉴定了NCAPH mRNA中miR-133b的直接3′-UTR结合位点，miR-133b模拟物过表达抑制了野生型而非突变型NCAPH 3′-UTR报告构建体的荧光素酶活性。miR-133b模拟物持续抑制肿瘤细胞的增殖、细胞存活、集落形成和迁移能力，而miR-133b抑制剂促进肿瘤细胞的增殖、细胞存活、集落形成和迁移能力，并通过NCAPH过表达逆转。
接下来，为了检测miR-133b/NCAPH轴在体内NSCLC进展过程中是否起重要作用，进行了异种移植瘤形成试验。miR-133b模拟强制表达A549细胞中的异种移植瘤重量和体积受到抑制。与web源可用数据集一致，该研究团队检测到从NSCLC患者分离的外周血清中miR-133b减少。此外，该研究团队发现NSCLC中NCAPH的高表达与Sox2、CD44、ALCAM和CD133的表达呈正相关，它们被很好地表征为肺癌干细胞标记基因。CSCs的存在是化疗或放疗耐药性的主要原因之一，加上NCAPH敲除促进DDP诱导的细胞凋亡的结果，该研究团队假设miR-133b/NCAPH轴调节NSCLC中CSCs的高倍性维持。实际上，该研究团队发现CD133、CD44、Oct4、Nanog和Sox2的表达都降低了，并且在NCAPH耗竭时以及在连续稀释细胞培养条件下，肿瘤球数显著减少。miR-133b模拟物始终受到抑制，而miR-133b抑制剂则促进了CSCs标记基因的表达和肿瘤球形成能力。此外，还显示了miR-133b或NCAPH在NSCLC中的预后价值。
最后，为了破译潜在机制，该研究团队再次应用KEGG分析和web source available数据集，并发现Wnt信号与miR-133b和NCAPH相关。然后，该研究团队进行了TOP Flash萤光素酶报告子和实时RT-PCR分析，以检查规范Wnt信号通路的活性，发现Wnt3a配体和LiCl激活的信号以及下游真正的靶标Axin2、c-Myc和cyclin D1在NCAPH敲除或miR-133b模拟物过表达时均降低。该研究团队还通过western blot在NCAPH敲除或miR-133b模拟物过表达时检查了β-catenin的稳定性和蛋白半衰期，并在细胞质和细胞核中检测到显著减少的β-catenin蛋白，其通过蛋白酶体抑制剂MG132处理而稳定。越来越多的证据表明，Akt1介导的Serin 552位点、GSK-3β介导的Serin 33/37位点磷酸化的β-catenin蛋白优先以蛋白酶体信号通路依赖方式降解，因此该研究团队使用western blot检测了特定位点的β-catenin磷酸化水平。该研究团队发现，在NCAPH敲除时，Ser552而非Ser33/37上的磷酸化显著增加。
总的来说，该研究团队证明了miR-133b下游靶NCAPH可与Akt1竞争，形成与β-catenin的复合物，进而抑制β-catenin磷酸化和泛素介导的蛋白降解，从而激活Wnt信号，并为NSCLC中的癌症干细胞提供更具活力的定位。总之，这是首次研究miR-133b/NCAPH轴在肺癌干细胞和NSCLC进展中的功能作用，为NSCLC的未来诊断和治疗提供了潜在的生物标志物。
参考文献：
/10.1038/s41392-021-00555-x
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