Science子刊:miRNA調節前列腺癌的細胞外囊泡分泌

【字體: 時間:2020年05月08日 來源:生物通

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  東京醫科大學領導的研究團隊近日鑒定出一種microRNA,它可以調節前列腺癌細胞的細胞外囊泡(EV)分泌,從而為前列腺癌的治療提供了一個潛在的新靶點。

  

東京醫科大學領導的研究團隊近日鑒定出一種microRNA,它可以調節前列腺癌細胞的細胞外囊泡(EV)分泌,從而為前列腺癌的治療提供了一個潛在的新靶點。這項成果于上周發表在《Science Advances》雜志上。

細胞外囊泡是指從細胞膜上脫落或者由細胞分泌的囊泡狀小體,在細胞間通訊中發揮重要作用。細胞外囊泡將多種功能分子(包括miRNA、mRNA、蛋白質和脂類)轉移至受體細胞。通過這種方式,它們不僅在正常的生理過程中起作用,還與各種疾病的發病機理相關。

以往的許多研究表明,細胞外囊泡在腫瘤進展中起到重要作用。對于前列腺癌,一些研究發現細胞外囊泡促進了耐藥性的出現或癌癥的轉移。因此,闡明癌細胞中細胞外囊泡的分泌機制將有助于開發新穎的癌癥治療方法。不過,人們尚不清楚細胞外囊泡在癌細胞中如何產生。

miRNA可以在轉錄后調控數千個基因的表達,并且越來越多的證據表明miRNA是一些生物學過程的關鍵調控因子。在癌細胞中,異常表達的miRNA破壞了原本嚴格調控的miRNA與mRNA之間的關系,導致癌癥進展和轉移。因此,研究人員假設miRNA可調節癌細胞中細胞外囊泡的分泌。

在這項研究中,東京醫科大學Nobuyoshi Kosaka領導的研究團隊利用ExoScreen這種成熟的EV檢測方法,對近2,000種miRNA進行了篩選。ExoScreen技術由同一團隊在六年前開發,能夠快速靈敏地檢測條件培養基中的細胞外囊泡。

最初,在一系列實驗后,他們選擇了miR-26a和miR-194作為調節細胞外囊泡分泌的候選miRNA。與正常的良性前列腺組織相比,前列腺癌(PCa)細胞中miR-26a表達存在明顯差異,而miR-194表達不存在差異。因此,研究人員推斷miR-26a與細胞外囊泡的分泌有關。

為了進一步闡明miR-26a在細胞外囊泡分泌中的機制,他們接著鑒定了miR-26a的靶基因。他們發現,SHC4、PFDN4和CHORDC1這三個基因與PCa細胞中的細胞外囊泡分泌有關。利用這三個基因的siRNA轉染細胞后,PCa細胞分泌的EV水平降低,表明這些基因是EV分泌的調節劑。

之后,通過qRT-PCR、免疫印跡分析和熒光素酶報告基因檢測,研究人員證實,miR-26a可以直接抑制SHC4、PFDN4和CHORDC1的翻譯起始,而miR-26a的下調則促進了細胞外囊泡的分泌。與正常組織相比,前列腺癌組織中顯示出miR-26a的表達減少和靶基因的上調。


miR-26a調節EV分泌的示意圖(圖片來自原文)

為了確認miR-26a靶向的這些基因在EV分泌中的作用,研究人員最后開展了體內實驗。他們建立了SHC4、PFDN4或CHORDC1缺失的PC3M細胞系,發現與對照小鼠相比,攜帶這些PC3M異種移植物的小鼠的腫瘤體積更小,重量更輕。之后他們向裸鼠注射了PC3M細胞分泌的細胞外囊泡,發現腫瘤大小和重量部分得到拯救。

“這項研究廣泛篩選了調節前列腺癌細胞中細胞外囊泡分泌的miRNA,發現miR-26a通過靶向SHC4、PFDN4和CHORDC1而調節EV分泌,”作者在文中寫道。miRNA可通過抑制EV產生而介導腫瘤抑制,這個新發現有望為前列腺癌的治療帶來新方法。(生物通 薄荷)

原文檢索

miR-26a regulates extracellular vesicle secretion from prostate cancer cells via targeting SHC4, PFDN4, and CHORDC1

Science Advances  29 Apr 2020: Vol. 6, no. 18, eaay3051
DOI: 10.1126/sciadv.aay3051

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