Küçük hücreli dışı akciğer kanserinde PI3K/AKT/NF-kB yolağının aktivasyonu ile indüklenen mikroRNA’ların biyolojik aktivitelerinin araştırılması

Abstract

Küçük hücreli dışı akciğer kanseri (KHDAK) yüksek metastatik kapasitesinden dolayı agresif bir kanser tipidir. Nükleer Faktör Kappa B (NF-?B), malign akciğer kanseri hücrelerinde sürekli aktif bir transkripsiyon faktörüdür ve KHDAK progresyonunda hayati öneme sahiptir. Aynı zamanda, tümör baskılayıcı ve onkogen olarak fonksiyon gösteren mikroRNA’lar (miRNA’lar) dahil olmak üzere birçok genin transkripsiyonel düzenlenmesinde yer almaktadır. Bazı miRNA’ların NF-?B tarafından indüklenen gen üyeleri olarak tanımlanmasının giderek arttığı bildirilmiştir. Bu çalışma NF-?B tarafından düzenlenen yeni miRNA'ları bulmayı amaçlamıştır. NF-?B bağımlı miRNA'ların belirlenmesinde Kromatin İmmünopresipitasyon Sekans (ChIP-Seq) deneyi ve biyoenformatik analiz kullanılmıştır. Western blot analizi, kantitatif gerçek zamanlı polimeraz zincir reaksiyonu (qRT-PCR), lusiferaz reporter gen deneyleri miRNA'ların hedef genlerini araştırmak için gerçekleştirildi. Biyolojik aktiviteyi belirlemek için, H1299 ve A549 KHDAK hücre hatlarında transwell invazyon, migrasyon ve MTT testi yapılmıştır. miRNA ekspresyon düzeyi, metastatik tanı almış ve almamış olan KHDAK hastalarının primer tümör doku örneklerinde değerlendirildi. ChIP-Seq ve qRT-PCR deneyleri miR-548as-3p, miR-8078, miR-1915-5p, miR-621, miR-1203 ve miR-3179'un tümör nekroz faktör-? (TNF-?) aracılı NF-?B tarafından transkripsiyonel olarak düzenlendiğini gösterdi. Sonra, tümör baskılayıcı fosfataz ve tensin homolog (PTEN)’un miR-548as-3p’nin doğrudan hedefi olduğunu bulduk. Üstelik miR-548as-3p, fosfatidilinositol-3-OH kinaz (PI3K)/AKT/NF-?B yolağını ve Slug, Zeb1 ve matriks metalloproteinaz 9 (MMP9)’un dahil olduğu NF-?B ilişkili genleri aktive etmektedir. Ayrıca, miR-8078'in C2 kalsiyum bağımlı domain içeren 2 (C2CD2)’yi hedefleyerek KHDAK hücrelerinin invazyon ve çoğalmasını arttırdığını tespit ettik. miR-548as-3p ve miR-8078'in KHDAK hücrelerinin invazyonunu arttırdığını ve metastatik tanı almış olan KHDAK hastalarının tümör dokularında metastatik tanı almamışlara göre yüksek seviyede olduğunu gösterdik. Tüm bu bulgular, miR-548as-3p ve miR-8078'in, akciğer kanserinin tedavisi için yeni bir aday hedef molekül olabileceğini göstermektedir.

Non-small cell lung cancer (NSCLC) is an aggressive cancer type due to high metastatic capacity. Nuclear Factor Kappa B (NF-?B) is a consistently active transcription factor in malignant lung cancer cells and has crucial significance in NSCLC progression. It is also implicated in the transcriptional regulation of many genes including microRNAs (miRNAs) that function as tumor suppressor or oncogene. It has been increasingly reported that several miRNAs defined as gene members are induced by NF-?B. The present study aimed to find novel miRNAs that are regulated by NF-?B. Chromatin Immunoprecipitation Sequencing (ChIP-Seq) experiment and bioinformatic analysis were used to determine NF-?B–dependent miRNAs. Western blot analysis, quantitative real-time polymerase chain reaction (qRT-PCR), luciferase reporter gene assays were carried out to investigate the target genes of miRNAs. To determine biologic activity, transwell invasion, migration and MTT assay were carried out on H1299 and A549 NSCLC cell lines. miRNA expression level was evaluated in primer tumor tissue samples of NSCLC patients with or without metastatic diagnosis. ChIP-Seq and qRT-PCR experiments showed that miR-548as-3p, miR-8078, miR-1915-5p, miR-621, miR-1203 and miR-3179 are transcriptionally regulated by tumor necrosis factor-? (TNF-?)-mediated NF-?B. Then, we found that tumor suppressor phosphatase and tension homolog (PTEN) is a direct target of miR-548as-3p. Furthermore, miR-548as-3p activates phosphatidylinositol-3-OH kinase (PI3K)/AKT/NF-?B pathway and NF-?B-related genes including matrix metalloproteinase 9 (MMP9), Slug and Zeb1. Also, we determined that miR-8078 increases invasion and proliferation of NSCLC cells by targeting C2 calcium dependent domain containing 2 (C2CD2). We further showed that miR-548as-3p and miR-8078 increased invasiveness of NSCLC cells and was upregulated in tumor samples of NSCLC with metastatic diagnosis compared to without non-metastatic diagnosis. All these findings provide that miR-548as-3p and miR-8078 could be a new candidate target molecule for the treatment of lung cancer.