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该研究由Weiqiang Zhou, Guocheng Wang, Bilan Li, Junjie Qu和Yongli Zhang等研究者完成,研究机构为同济大学附属上海第一妇婴保健院产科和妇科。该研究发表在期刊《Frontiers in Oncology》第11卷,2021年3月10日发表,文章标题为《lncRNA APTR Promotes Uterine Leiomyoma Cell Proliferation by Targeting ERα to Activate the Wnt/β-Catenin Pathway(lncRNA APTR通过靶向ERα激活Wnt/β-Catenin信号通路促进子宫平滑肌瘤细胞增殖)》,文章编号536346。
子宫平滑肌瘤(uterine leiomyoma,UL)是女性生殖系统中最常见的良性肿瘤之一,其在育龄期女性中的发病率为30-40%。UL可引发诸多并发症,包括子宫出血、严重的痛经、盆腔疼痛以及不孕等,还常常是实施子宫切除术的主要原因。然而,由于现代女性结婚和生育年龄的上升,子宫切除术对于尚未完成生育要求的患者而言通常并不可行。因此,亟需非手术的治疗手段,而深入理解UL细胞增殖的具体分子机制可能有助于开发更有效的治疗方法。
已有研究表明UL是一种雌激素依赖性肿瘤,但雌激素如何促进UL细胞增殖,其机制尚未完全阐明。此外,Wnt/β-Catenin信号通路在许多癌症中异常活跃,尤其是在雌激素受体阳性(ER-positive)的肿瘤中,与细胞增殖密切相关。长链非编码RNA(long noncoding RNA, lncRNA)近年来被发现参与多种妇科恶性肿瘤的发生发展。本研究的核心目标是探索lncRNA Alu-Mediated p21 Transcriptional Regulator(APTR)在子宫平滑肌瘤中的作用及其分子机制,特别是其是否通过靶向ERα激活Wnt/β-Catenin通路,从而调控UL细胞的增殖。
本研究涉及三名UL患者的肿瘤组织及相邻正常子宫组织样本,样本采集于卵泡期。从34例患者的石蜡包埋组织中进行了检测。同时,从30名患者的子宫平滑肌瘤原代细胞(HT-UTLM)中提取实验样本,这些患者均符合标准:未绝经、有明确的UL诊断、无其他医疗并发症、无激素治疗史。样本处理包括常规RNA提取、蛋白提取和细胞培养,所有分子实验均根据标准实验规程完成。
通过Illumina HiSeq平台的RNA测序以及实时荧光定量RT-PCR实验,检测UL肿瘤组织中APTR表达的变化。以周边正常组织作为对照,重点分析APTR表达水平是否显著升高。
增殖与克隆形成实验
研究通过MTT增殖检测和克隆形成实验分析了APTR过表达及下调对UL细胞增殖的影响。在小鼠模型中,通过皮下移植实验验证了APTR过表达对肿瘤生长的促进作用。
APTR与ERα的相互作用实验
结合生物信息学数据库JASPAR预测,APTR可能与ERα直接相互作用。研究采用荧光原位杂交(FISH)定位APTR及ERα,结合RNA免疫共沉淀(RIP)验证其相互作用是否存在。
通过构建TOPflash和FOPflash荧光素酶报告载体,验证APTR调控Wnt/β-Catenin活性的能力。通过Western blot实验测定相关下游蛋白(如Cyclin-D1和C-Myc)的表达量。
研究发现,与正常子宫组织相比,子宫平滑肌瘤组织中APTR的表达显著升高,这通过RNA测序与实时PCR分析得到了确证。此外,肿瘤组织中与平滑肌瘤特征相关的标记蛋白(如α-SMA升高、Vimentin减少、KRT-19减少)的异常表达进一步验证了APTR在UL中的特异性。
在体外实验中,APTR过表达可显著提升UL细胞的增殖能力及克隆形成能力,而其下调则产生相反的效应。在体内实验中,APTR过表达后的细胞移植至裸鼠后,形成的肿瘤体积和重量均显著高于对照组,进一步证明APTR具有促进UL肿瘤增殖的功能。
通过FISH和RIP实验,研究验证了APTR与ERα之间的物理相互作用,且二者共定位于细胞核中。通过下调或过表达ERα,研究观测到UL细胞中APTR对增殖的影响依赖于ERα。
TOPflash和FOPflash实验结果显示,APTR上调能够激活Wnt/β-Catenin信号通路,同时促进β-Catenin下游Cyclin-D1和C-Myc蛋白的表达。抑制ERα则能够消除APTR对Wnt信号通路的激活作用,这说明APTR通过ERα介导了Wnt通路的激活,进而促进了UL细胞的增殖。
本研究首次揭示了lncRNA APTR在子宫平滑肌瘤细胞增殖过程中的关键作用。具体而言,APTR通过与ERα直接相互作用,激活了与细胞增殖密切相关的Wnt/β-Catenin信号通路。这一发现不仅为UL增殖的分子机制提供了新的视角,也为基于分子靶点的非手术治疗手段提供了潜在的研究依据。未来的治疗策略,可通过靶向APTR或其相关通路,开发具有临床意义的新型治疗方法。
新发现
首次明确lncRNA APTR对子宫平滑肌瘤细胞增殖的促进作用,并解析其具体分子调控机制。
机制创新
揭示了APTR通过ERα激活Wnt信号通路的作用模式,并验证了ERα作为Wnt通路调控点的新功能。
实验全面
采用体内体外相结合的方法验证研究结果,辅以全基因组测序与多种分子生物学技术,为研究结论提供了多层次的验证。
研究还指出APTR在其他疾病(如肝硬化、骨肉瘤、甲状腺癌)中的重要作用,说明其作为一种lncRNA具有广泛的疾病调控潜力。此外,研究中特别强调了数据的可重复性,并公开了相关数据集(GEO编号:GSE168497),为后续深入探究提供了重要资源。