Androgen-regulated processing of the oncomir MiR-27a, which targets Prohibitin in prostate cancer

Abstract

MicroRNAs (miRs) play an important role in the development of many complex human diseases and may have tumour suppressor or oncogenic (oncomir) properties. Prostate cancer is initially an androgen-driven disease, and androgen receptor (AR) remains a key driver of growth even in castration-resistant tumours. However, AR-mediated oncomiR pathways remain to be elucidated. We demonstrate that miR-27a is an androgen-regulated oncomir in prostate cancer, acting via targeting the tumour suppressor and AR corepressor, Prohibitin (PHB). Increasing miR-27a expression results in reduced PHB mRNA and protein levels, and increased expression of AR target genes and prostate cancer cell growth. This involves a novel mechanism for androgen-mediated miR regulation, whereby AR induces a transient increase in miR-23a27a24-2 transcription, but more significantly accelerates processing of the primiR-23a27a24-2 cluster. Androgens therefore regulate miR-27a expression both transcriptionally (via AR binding to the cluster promoter) and post-transcriptionally (accelerating primiR processing to the mature form). We further show that a miR-27a anti-sense oligonucleotide, by opposing the effects of mir-27a, has therapeutic potential in prostate cancer.

miRNA biogenesis: Biological impact in the development of cancer

“…94 Moreover, the androgen receptor, an important tumorigenic player in prostate cancer, induces the transcription of miR-23a, miR-27a and miR-24-2, but more significantly accelerates primiR-23a/27a/ 24-2 cluster processing. The evidence indicates that primiR-23/27/24 cluster is regulated by hormone signaling in different cancers, which highlights its potential implication in the therapeutic area as a new drug target 95 (Fig. 2B).…”

Prohibitin promotes androgen receptor activation in ER-positive breast cancer

“…12 However, Fletcher et al reported that AR could also downregulate PHB through increasing miR-27a expression, suggesting that AR may inhibit its own repressor PHB in a negative feedback loop. 13 Therefore, accumulating evidences support the fact that PHB acts as a potent transcriptional co-repressor of ERa in the breast cancer cells and AR in the prostate cancer cells. However, little is known regarding the role of PHB and whether PHB could regulate AR expression in the ER-positive breast cancer.…”

MicroRNA: sex steroids, hormonal carcinogenesis, hormonal sensitivity of tumor tissue

“…За послед-ние годы проведен ряд исследований изменения про-филя экспрессии микроРНК в клетках РПЖ [26][27][28], что позволило продемонстрировать роль микроРНК в опосредовании проканцерогенных эффектов андро-генов [29]. В частности, среди андроген-регулируемых микроРНК участие в поддержании опухолевого роста в клетках предстательной железы экспериментально доказано для miR-21 [30], miR-125b [31], miR-141 [29,32], miR-27a [33]. Например, повышенный уровень miR-21 приводит к активации пролиферации клеток РПЖ как при сохраненной андрогенной стимуляции, так и после прекращения таковой [30].…”

“…С другой стороны, введение в AR-негативные клетки РПЖ (линия PC-3) синтетической копии miRNA-21 активировало продукцию клетками AR (мРНК и белок) и позволяло наблюдать эффекты активации этих рецепторов (усиление синтеза про-статспецифического антигена). Аналогичный феномен «взаимостимуляции» AR и miRNА-27а был описан в исследовании C. E. Fletcher et al [33]. В обоих случа-ях исследователи предполагали, что микроРНК сти-мулирует транскрипцию AR опосредованно -путем посттранскрипционного угнетения экспрессии фак-торов, ингибирующих синтез AR (miRNA-21 / PTEN; miRNA-27a / PHB).…”

“…Так, активность некоторых компонентов «ми-кропроцессорного» ядерного комплекса (РНКазы III Drosha, p68) регулируется андрогенами [33,42]. Инте-ресно, что активность одного из основных ферментов микроРНК-процессинга -РНКазы III Drosha -акти-вируется AR в клетках РПЖ [33], но ингибируется ERα в клетках РМЖ [20], что, несмотря на определенное сходство [2], свидетельствует и о несомненных разли-чиях между гормон-опосредованными процессами, лежащими в основе этих двух онкологических заболе-ваний. В целом, как и применительно к роли ER в случае РМЖ, представленные в литературе данные о гор-мональной регуляции биогенеза микроРНК и актив-ности микроРНК-содержащего комплекса RISC мно-гочисленны, но разнородны.…”