miR-223通过IGF-1R及NFIA调控乳腺癌细胞及破骨细胞功能的研究

doi:10.3877/cma.j.issn.1674-0793.2020.06.002

中华普通外科学文献(电子版) ›› 2020, Vol. 14 ›› Issue (06) : 406 -410. doi: 10.3877/cma.j.issn.1674-0793.2020.06.002

所属专题：总编推荐；文献；

论著

miR-223通过IGF-1R及NFIA调控乳腺癌细胞及破骨细胞功能的研究

单臻¹, 李雯², 范远键¹, 林泽飞², 林颖¹, 王深明^,¹

^1. 510080　广州，中山大学附属第一医院甲状腺乳腺外科
^2. 510080　广州，中山大学附属第一医院普通外科实验室

收稿日期:2020-09-10 出版日期:2020-12-01
通信作者: 王深明
基金资助:
广州市珠江科技新星专项资助项目(201806010006)

Investigation of miR-223 in regulating breast cancer cells and osteoclast function via IGF-1R and NFIA

Zhen Shan¹, Wen Li², Yuanjian Fan¹, Zefei Lin², Ying Lin¹, Shenming Wang^,¹

^1. Department of Thyroid and Breast Surgery, the First Affiliated Hospital of Sun Yat-sen University, Guangzhou 510080, China
^2. Laboratory of General Surgery, the First Affiliated Hospital of Sun Yat-sen University, Guangzhou 510080, China

Received:2020-09-10 Published:2020-12-01
Corresponding author: Shenming Wang
About author:
Corresponding author: Wang Shenming, Email: wshenm@mail.sysu.edu.cn

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目的

探索miR-223在乳腺癌骨转移微环境中调控乳腺癌细胞、破骨细胞的功能及其机制。

方法

采用micro-CT检测野生型及miR-223基因敲除小鼠股骨骨小梁骨体积分数、骨密度等相关数据，并对股骨组织病理切片染色，观察miR-223缺失对破骨活动影响。利用RANKL诱导RAW 264.7细胞分化为破骨细胞的体外模型，研究miR-223在其中的作用及机制。通过MDA-MB-231细胞实验研究miR-223对乳腺癌细胞增殖、凋亡功能的调控作用及机制。

结果

miR-223基因敲除小鼠股骨破骨活动明显活跃；miR-223过表达可以通过NFIA基因抑制RNAKL诱导的破骨细胞分化成熟，还可通过抑制IGF-1R及PI3K/Akt信号通路，抑制乳腺癌细胞增殖并促进其凋亡。

结论

miR-223是骨转移微环境中抑制乳腺癌骨转移发生发展的保护性因子，可通过抑制破骨细胞分化成熟、破骨活动、乳腺癌细胞增殖及促进乳腺癌细胞凋亡来调节乳腺癌骨转移微环境。

关键词: 乳腺肿瘤, 微RNAs, 骨转移, 破骨细胞

Objective

To investigate the effect and mechanism of miR-223 in regulating breast cancer cells and osteoclast in bone metastasis microenvironment.

Methods

The role of miR-223 in regulating bone resorption was evaluated by micro-CT and histologic section in miR-223 knockout and C57BL/6 mice. The effect and mechanism of miR-223 in RANKL induced osteoclast formation was investigated. The role and mechanism of miR-223 in regulating breast cancer cell proliferation and apoptosis were investigated in MDA-MB-231 cell line.

Results

The osteoclastic resorption was more severe inmiR-223 knockout mice. In vitro, miR-223 could suppress RANKL activating osteocalst formation by targeting NFIA protein. Besides, overexpression of miR-223 inhibited MDA-MB-231 cell proliferation and promoted its apoptosis by targeting IGF-1R and PI3K/Akt pathway.

Conclusion

miR-223 is a protective factor in bone metastasis microenvironment, which can suppress bone resorption by inhibiting osteoclast formation, and suppress breast cancer cell proliferation, enhance breast cancer cell apoptosis.

Key words: Breast neoplasms, MicroRNAs, Bone metastasi, Osteoclasts

图1 miR-223基因敲除（-/-）小鼠股骨骨小梁骨量明显减少，而破骨活动明显增强　A为miR-223 -/-小鼠骨小梁骨体积分数（BV/TV）明显低于野生型C57BL/6小鼠（0.07±0.01 vs 0.12±0.01，*P<0.001）；B为miR-223 -/-小鼠骨小梁骨密度明显低于野生型小鼠[（156.12±11.60）mg HA/ccmvs（207.46±2.05）mg HA/ccm，*P<0.001]；C为实验小鼠股骨切片苏木精-伊红染色结果（×20）

表1 实验小鼠股骨micro-CT扫描数据

小鼠类型	n	骨小梁组织体积(mm³)	骨小梁区域体积(mm³)	骨体积分数(BV/TV)	骨矿物密度(mg HA/ccm)
野生型	6	6.17±0.29	0.72±0.04	0.12±0.01	207.46±2.05
miR-223-/-	6	5.11±0.24	0.37±0.07	0.07±0.01	156.12±11.60
t值		-	-	10.04	15.10
P值		-^a	-^a	<0.001	<0.001

表1 实验小鼠股骨micro-CT扫描数据

小鼠类型	n	骨小梁组织体积(mm³)	骨小梁区域体积(mm³)	骨体积分数(BV/TV)	骨矿物密度(mg HA/ccm)
野生型	6	6.17±0.29	0.72±0.04	0.12±0.01	207.46±2.05
miR-223-/-	6	5.11±0.24	0.37±0.07	0.07±0.01	156.12±11.60
t值		-	-	10.04	15.10
P值		-^a	-^a	<0.001	<0.001

图2 上调miR-223可以明显抑制RAW 264.7细胞系中NFIA蛋白的表达　* P<0.05

图3 过表达miR-223可以明显抑制RANKL诱导的破骨细胞分化成熟　A为倒置显微镜下观察TRAP染色阳性多核细胞（×20）；B为每个视野下TRAP染色阳性多核细胞平均数量。*P<0.05

图4 Edu检测显示上调miR-223可以明显抑制乳腺癌细胞系MDA-MB-231增殖* P<0.05

图5 Annexin V检测显示miR-223可以明显促进MDA-MB-231细胞凋亡　A、B、C为Annexin V凋亡检测结果；D为凋亡细胞相对比例。* P<0.05

图7 miR-223基因敲除小鼠组织中p-Akt蛋白表达明显高于野生型小鼠* P<0.05

图6 miR-223过表达可以明显抑制IGF-1R、Bcl-2蛋白的表达，抑制Akt磷酸化　A为抑制IGF-1R的表达；B为抑制p-Akt蛋白表达；C为抑制Bcl-2蛋白表达。*P<0.05

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