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HOXトランスクリプトアンチセンスRNAは、トリプルネガティブ乳がん細胞におけるAngiomiR-204/FAK軸を標的とすることで、血管原性模倣をアブログする
HOX Transcript Antisense RNA Abrogates Vasculogenic Mimicry by Targeting the AngiomiR-204/FAK Axis in Triple Negative Breast Cancer Cells.
PMID: 32466537 PMCID: PMC7345118. DOI: 10.3390/ncrna6020019.
抄録
HOX転写アンチセンスRNA(HOTAIR)は、がんで頻繁に過剰発現する発がん性ロングノンコーディングRNAです。HOTAIRは、腫瘍抑制機能を持つmicroRNAをスポンギングすることで、腫瘍の悪性化挙動を増強させることができる。血管原性擬態は、腫瘍細胞が栄養を得るために内皮血管に似た三次元（三次元）チャネル様ネットワークを形成する低酸素活性化プロセスである。しかし、血管新生模倣におけるHOTAIRの役割やその基礎となるメカニズムは、ヒト癌においては不明である。本研究では、転移性MDA-MB-231および浸潤性Hs-578tトリプルネガティブ乳がん細胞における低酸素誘導血管新生模倣におけるHOTAIRの関連性を検討した。cBioPortalを用いたThe Cancer Genome Atlas (TCGA)データベースの解析により、臨床乳癌では正常乳腺組織に比べてHOTAIRの発現が上昇していることが確認されました。我々の定量的RT-PCRアッセイでは、乳癌細胞株において、48時間の低酸素環境下でのHOTAIRレベルの有意な増加が示された。また、HOTAIR のノックダウンにより、低酸素誘導性の血管新生模倣が有意に抑制され、3D チャンネル様ネットワークや分岐点の数が減少したことが明らかになった。同様に、HOTAIRサイレンシングは癌細胞の細胞遊走能力を低下させる。バイオインフォマティクス解析により、HOTAIRは腫瘍抑制因子miR-204と結合する可能性があることが予測された。ルシフェラーゼレポーターアッセイにより、HOTAIRがmiR-204の競合性内因性スポンジであることが確認された。また、HOTAIRを細胞内で強制的に阻害すると、乳がん細胞ではmiR-204レベルが増強された。さらにバイオインフォマティクス解析の結果、miR-204は細胞の移動に関与するFocal adhesion kinase 1 (FAK)転写産物の3'翻訳されていない領域に結合することが示唆された。その結果、FAKはmiR-204の新たな標的であることが確認された。最後に、HOTAIRをサイレンシングすると、細胞質のFAKタンパク質のレベルが低下し、細胞の細胞骨格や局所接着の組織に変化が見られた。以上の結果から、トリプルネガティブ乳がん細胞において、HOTAIRがmiR-204/FAK軸を標的とすることで、細胞移動と血管新生を抑制することが初めて明らかになった。
HOX transcript antisense RNA (HOTAIR) is an oncogenic long non-coding RNA frequently overexpressed in cancer. HOTAIR can enhance the malignant behavior of tumors by sponging microRNAs with tumor suppressor functions. Vasculogenic mimicry is a hypoxia-activated process in which tumor cells form three-dimensional (3D) channel-like networks, resembling endothelial blood vessels, to obtain nutrients. However, the role of HOTAIR in vasculogenic mimicry and the underlying mechanisms are unknown in human cancers. In the current study, we investigated the relevance of HOTAIR in hypoxia-induced vasculogenic mimicry in metastatic MDA-MB-231 and invasive Hs-578t triple negative breast cancer cells. Analysis of The Cancer Genome Atlas (TCGA) database using cBioPortal confirmed that HOTAIR was upregulated in clinical breast tumors relative to normal mammary tissues. Our quantitative RT-PCR assays showed a significant increase in HOTAIR levels after 48 h hypoxia relative to normoxia in breast cancer cell lines. Remarkably, knockdown of HOTAIR significantly abolished the hypoxia-induced vasculogenic mimicry which was accompanied by a reduction in the number of 3D channel-like networks and branch points. Likewise, HOTAIR silencing leads to reduced cell migration abilities of cancer cells. Bioinformatic analysis predicted that HOTAIR has a potential binding site for tumor suppressor miR-204. Luciferase reporter assays confirmed that HOTAIR is a competitive endogenous sponge of miR-204. Congruently, forced inhibition of HOTAIR in cells resulted in augmented miR-204 levels in breast cancer cells. Further bioinformatic analysis suggested that miR-204 can bind to the 3' untranslated region of focal adhesion kinase 1 (FAK) transcript involved in cell migration. Western blot and luciferase reporter assays confirmed that FAK is a novel target of miR-204. Finally, silencing of HOTAIR resulted in low levels of cytoplasmic FAK protein and alterations in the organization of cellular cytoskeleton and focal adhesions. In summary, our results showed, for the first time, that HOTAIR mitigates cell migration and vasculogenic mimicry by targeting the miR-204/FAK axis in triple negative breast cancer cells.