Role of microRNA regulation in the development of gastric cancer from gastric adenoma/dysplasia

Abstract

연구배경: 마이크로RNA는 위선암 발생 과정에서 변화가 일어난 것이확인되었으나, 그 기전은 아직 완전히 밝혀지지 않았다. 위선종 일부는 위암으로 진행하는 것이 알려져 있다. 연구목적: 전암단계인 위선종 조직에서 마이크로RNA 발현변화를 규명하고, 확인된 마이크로RNA의 역할을 위암 세포주에서 확인하고자 하였다. 연구방법: 정상 위조직, 저등급 위선종, 고등급 위선종 조직에서 마이크로RNA 발현 프로파일을 선별하고 이를 qRT-PCR으로 확인하였다. 마이크로RNA와 타겟 메신저RNA 및 단백질을 마이크로RNA 데이터베이스에서 선정하였다. 선정된 마이크로RNA, 메신저RNA, 단백질에 대해 다른 환자의 위선종 조직 및 위암 세포주에서 면역화학염색, 마이크로RNA 형광동소보합법, RT-PCR, Western blot을 시행하였다. 마이크로RNA/항마이크로RNA 조절에 따른 위암 세포주에서 세포생존력 측정 및 세포이주능력을 측정하여 위암세포에서 CREBZF의 역할을 확인하였다. 연구결과: 저등급 및 고등급 위선종에서 hsa-miR-421, hsa-miR-29b-1-5p, and hsa-miR-27b-5p의 발현증가가 확인되었다. 생물정보학 방법으로 마이크로RNA-메신저RNA 상호관계 데이터베이스에서 FBXO11과 CREBZF가 후보 마커로 선정되었다. 세포주 실험에서 SNU-NCC-19에서의 발현과 비교하여 MKN-74에서 CREBZF의 발현이 감소되어 있었다. 마이크로RNA/항마이크로RNA 조절에 따른 MKN-74세포주에서 세포생존력 측정 및 세포이주능력을 측정하여 위암세포에서 CREBZF의 역할을 확인하였다. 결론: 세 개의 마이크로RNA(hsa-miR-421, hsa-miR-29b-1-5p, and hsa-miR-27b-5p)와 두 개의 메신저RNAs (FBXO11 and CREBZF)가 전암병변에서 위암으로 진행하는 위암화과정에서 역할을 하는 것으로 보인다. 특히 has-miR421에 의한 CREBZF의 조절은 위선종에서 위암으로 진행하는 위암화과정의 초기단계의 예방에 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 생각되며, 이에 대한 추가 연구가 요구된다. Background: Although miRNA markers have been identified for the pathological development of gastric adenocarcinoma (GAC), the underlying molecule mechanism are still not fully understood. Aim: The aim of this study was to investigate miRNA alteration in precancerous gastric adenoma/dysplasia, and to validate its role in gastric cancer cell line. Methods: The miRNA expression profiles in normal and paired low-/high-grade dysplasia were analyzed using Affymetrix Gene-Chip miRNA arrays. Of the total 2578 mature miRNA probe sets, ~1600 showed positive signals when the between normal and paired low-/high-grade dysplasia were compared. To verify the miRNA expression, qRT-PCR analysis was performed to quantify the expression of altered miRNAs between normal and paired low-/high-grade dysplasia. Identified mRNAs and proteins by in silico analysis, were verified using immunohistochemical staining, miRNA in situ hybridization, RT-PCR and western blot analysis in gastric cancer cell lines. Next, the role of ㅔ in gastric cancer cell was investigated via cell viability and migration assays by miRNA/anti-miRNA modulation in gastric cancer cell. Results: The analysis revealed that hsa-miR-421, hsa-miR-29b-1-5p, and hsa-miR-27b-5p were overexpressed in gastric low-/high-grade dysplasia. Based on miRNA-target interactions database, FBXO11 and CREBZF could be considered convincing markers for gastric cancer (GC) progression. We identified a lower expression of CREBZF with increasing miRNAs in MKN-74 gastric cancer cell compared to SNU-NCC-19. Next, the role of CREBZF in gastric cancer cell was investigated via cell viability and migration assays by miRNA/anti-miRNA modulation in MKN-74 gastric cancer cell. Furthermore, we found that hsa-miR-421/ hsa-miR-29b-1-5p target CREBZF and it might play an important role a migration of gastric cancer cell, MKN-74. Conclusion: Three miRNAs (hsa-miR-421, hsa-miR-29b-1-5p, and hsa-miR-27b-5p) with two mRNAs (FBXO11 and CREBZF) might play an important role in the GC development from premalignant adenomas. Furthermore, the modulation of CREBZF by hsa-miR-421 may be an important axis to prevent gastric cancer development in its early stage.