Angiogenesis is an essential step in cancer progression and metastasis. Accumulating evidence has shown that changes in miRNA expression profiles of endothelial cells (ECs) elicited by cancer cells promote angiogenesis. In particular, the vascular endothelial growth factor (VEGF), a key pro-angiogenic factor, is known to influence miRNA expression in ECs; however, quantitative aspects of VEGF’s role in miRNA regulation during angiogenesis are poorly defined. Here, I demonstrate differential angiogenic effects on the human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) by five different colorectal cancer (CRC) cell lines via in vitro HUVEC migration and angiogenesis assays in response to CRC conditioned medium (CM). Among the tested CMs, LoVo was most effective for eliciting HUVEC angiogenic phenotypes, at least partially due to its high VEGF level. Furthermore, I found that pro-angiogenesis regulatory-miRNAs (pro-angio-miRNAs, miR-296, miR-132, miR-105, and miR-200) were upregulated in VEGF-rich LoVo CM treated HUVECs relative to VEGF-scarce SW620 treated control. In addition, VEGFR inhibitor treatment downregulated these pro-angio-miRNAs but not miR-132, suggesting VEGF and additional signaling functions in angio-miRNA expression. Quantitative analyses on angio-miRNAs’ target mRNA expression also suggested independent pathways may account for their regulated expression. Taken together, these data indicate that multiple paracrine factors including VEGF secreted by CRCs effectively modulate angio-miRNA expression, impacting their target expression and HUVEC angiogenic phenotypes. Quantitative analytic schemes on miRNA and mRNA expression as well as cellular phenotypes are expected to provide valuable insights into identifying new paracrine factors supporting angiogenesis.
혈관 신생 (angiogenesis)은 암의 진행과 전이에 필수적인 단계이다. 지금까지의 연구에 따르면 암세포에 의하여 자극된 혈관 내피 세포 내에서의 마이크로 리보핵산 (microRNA, miRNA)의 발현 프로파일의 변화가 혈관 신생을 촉진한다고 알려져 있다. 특히 혈관 내피 성장 인자 (VEGF)는 혈관 신생을 촉진하는 주요한 인자로서, 혈관 내피 세포 내에서 마이크로 리보핵산의 발현을 조절한다. 그러나 혈관이 신생되는 동안 혈관 내피 성장 인자의 마이크로 리보핵산의 발현을 조절하는 역할에 대한 정량적인 측면은 명확히 정의되어 있지 않다. 본 연구에서 세포 이동 및 혈관 신생 분석법을 통해 서로 다른 다섯 종류의 대장암 (colorectal cancer) 세포주의 컨디션드 배지 (conditioned medium, CM)로부터 자극된 인간 탯줄 정맥 내피 세포 (HUVEC)가 각기 상이한 혈관 신생 효과를 보이는 것을 입증하였다. 다섯 종류의 컨디션드 배지 중, LoVo가 인간 탯줄 정맥 내피 세포의 혈관 신생 표현형을 유도하는데 가장 효과적이었으며, 적어도 부분적으로는 LoVo 컨디션드 배지 내 혈관 내피 성장 인자의 높은 수치가 관여 될 수 있음을 시사하였다. 더욱이 혈관 내피 성장 인자 수치가 높은 LoVo 컨디션드 배지가 처리 된 인간 탯줄 정맥 내피 세포에서 혈관 신생을 촉진하는 마이크로 리보핵산 (miR-296, miR-132, miR-105 및 miR-200)이 혈관 내피 성장 인자가 희소한 SW620 컨디션드 배지를 처리한 대조군에 비해 높게 발현된다는 것을 발견했다. 또한 혈관 내피 성장 인자 수용체 억제제 처리를 했을 때 혈관 신생을 촉진하는 마이크로 리보핵산의 발현이 하향 조절되었다. 하지만 miR-132는 이에 제외되었는데 이는 혈관 내피 성장 인자 외에 추가적인 세포 신호 전달 물질이 마이크로 리보핵산의 발현을 조절한다는 것을 시사한다. 이들 마이크로 리보핵산의 타겟 전사체의 발현에 대한 정량적인 분석 역시 혈관 내피 성장 인자 외에 독립적인 경로가 그들의 발현을 조절할 수 있다고 제안한다. 본 연구에서는 대장암에서 분비되는 혈관 내피 성장 인자를 포함하여 다수의 분비 인자가 혈관 신생의 조절에 관여하는 마이크로 리보핵산의 발현을 효과적으로 조절하여 그 결과 타겟 전사체의 발현 및 혈관 신생 표현형에 영향을 준다는 것을 확인하였다. 혈관 신생 표현형을 포함하여 마이크로 리보핵산과 타겟 전사체의 발현의 정량적인 분석이 혈관 신생을 지지하는 새로운 분비 인자를 확인하는데 유용한 통찰력을 제공 할 수 있을 것으로 기대된다.
