揭示miRNA在肿瘤细胞糖代谢中的功能及调控机制

　　5月17日，国际学术期刊Journal of Biological Chemistry在线发表了中科院上海生命科学研究院生化与细胞所季红斌研究组与刘新垣研究组合作的研究论文miR-143 regulates cancer glycolysis via targeting hexokinase 2。该论文揭示了miR-143通过靶向己糖激酶2（HK2）参与调控肿瘤细胞的糖代谢，并阐明了肿瘤细胞中miR-143-HK2表达失调的分子机制。

　　肿瘤细胞即使在有充足氧气的情况下，仍倾向于通过糖酵解途径提供能量，这就是普遍存在于肿瘤细胞中的“沃伯格效应”，而系统性地寻找并鉴定参与调控这一效应的miRNA还未有报道。由于miRNA对靶基因的调控存在降解mRNA和抑制蛋白翻译两种途径，目前常规的生物信息学分析方法无法利用基因表达谱数据，发现那些主要在蛋白翻译水平被miRNA调控的基因。为解决这一问题，季红斌研究组与刘新垣研究组合作，基于前期工作中构建的一个功能相关基因的信息网络（gNET），通过特定基因“活性”的变化来代替该基因的表达变化，整合性地分析肿瘤miRNA和基因表达谱数据，发现了一系列在肿瘤中失调的“miRNA-糖酵解酶基因”配对，包括糖酵解中第一个限速酶HK2与miR-143。

　　有意思的是，在肿瘤细胞株以及临床肺癌样本中的研究结果都表明miR-143对HK2的表达调控主要发生在蛋白水平，而对其mRNA的影响较小，验证了生物信息学新方法的优越性；miR-143可以通过下调HK2的表达抑制肿瘤细胞葡萄糖代谢，细胞增殖，锚定非依赖生长和裸鼠皮下成瘤的能力；进一步研究还发现，miR-143在mTOR信号通路下游介导了其对HK2的调控。

　　该研究不仅为寻找肿瘤中表达失调的miRNA-靶基因配对提供了新的预测方法，而且深化了我们对于miRNA生物学功能的认识。

　　该课题获得了科技部、国家自然科学基金委、中国科学院和上海市科委的经费支持。