miR-148a通过靶向调节己糖激酶2基因抑制乳腺癌细胞糖酵解和细胞增殖能力

为了探讨miR-148a及己糖激酶2(hexokinase 2,HK2)基因对人乳腺癌细胞糖酵解代谢途径的影响和可能机制,利用实时荧光定量PCR(real-time fluorescent quantitative PCR,qRT-PCR)检测多种乳腺癌细胞系中miR-148a的表达量,从中筛选miR-148a表达量相对较低的乳腺癌细胞系作为研究对象.再通过观察miR-148a表达量的变化对乳腺癌细胞葡萄糖摄取量、乳酸生成量和细胞增殖指标的影响,以探究miR-148a对乳腺癌细胞糖代谢能力的影响.随后,通过TargetScan在线数据库预测miR-148a和HK2基因的靶向关系,再通过双荧光素酶报告实验、Western免疫印迹以及基因回复实验进行验证,以进一步明确miR-148a和HK2在乳腺癌细胞的糖酵解代谢途径中的作用机制.通过qRT-PCR发现miR-148a在多种乳腺癌细胞系表达降低,尤其是在乳腺癌细胞系MDA-MB231中表达量显著降低(P<0.0001).过表达miR-148a使MDA-MB231细胞的葡萄糖摄取量、乳酸生成量、细胞增殖指标均显著下降(P<0.01);而抑制miR-148a表达使MDA-MB231细胞葡萄糖摄取量、乳酸生成量、细胞增殖指标均显著上升(P<0.01).通过TargetScan在线数据库预测得出,miR-148a与HK2基因3′非编码区(3′-untranslated region,3′-UTR)具有部分结合位点;而双荧光素酶报告实验发现miR-148a与野生型HK2基因的3′-UTR荧光素酶报告载体结合,不与突变型HK2基因的3′-UTR结合.Western免疫印迹检测结果表明,过表达miR-148a使MDA-MB231细胞中HK2蛋白表达量显著下降(P<0.0001),而抑制miR-148a表达则促进HK2蛋白表达量显著上升(P<0.05).基因回复实验显示,过表达HK2基因使MDA-MB231乳腺癌细胞的葡萄糖摄取量、乳酸生成量、细胞增殖指标显著上升(P<0.01);将过表达miR-148a载体与过表达HK2载体共转染MDA-MB231细胞,miR-148a逆转了HK2所致的葡萄糖摄取量增加和乳酸生成量上升,并抑制细胞增殖.因此,研究提示,miR-148a可通过靶向抑制HK2基因表达而抑制乳腺癌细胞MDA-MB231糖酵解代谢和细胞增殖.