Science子刊:miRNA调节前列腺癌的细胞外囊泡分泌

【字体: 时间:2020年05月08日 来源:生物通

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  东京医科大学领导的研究团队近日鉴定出一种microRNA,它可以调节前列腺癌细胞的细胞外囊泡(EV)分泌,从而为前列腺癌的治疗提供了一个潜在的新靶点。

  

东京医科大学领导的研究团队近日鉴定出一种microRNA,它可以调节前列腺癌细胞的细胞外囊泡(EV)分泌,从而为前列腺癌的治疗提供了一个潜在的新靶点。这项成果于上周发表在《Science Advances》杂志上。

细胞外囊泡是指从细胞膜上脱落或者由细胞分泌的囊泡状小体,在细胞间通讯中发挥重要作用。细胞外囊泡将多种功能分子(包括miRNA、mRNA、蛋白质和脂类)转移至受体细胞。通过这种方式,它们不仅在正常的生理过程中起作用,还与各种疾病的发病机理相关。

以往的许多研究表明,细胞外囊泡在肿瘤进展中起到重要作用。对于前列腺癌,一些研究发现细胞外囊泡促进了耐药性的出现或癌症的转移。因此,阐明癌细胞中细胞外囊泡的分泌机制将有助于开发新颖的癌症治疗方法。不过,人们尚不清楚细胞外囊泡在癌细胞中如何产生。

miRNA可以在转录后调控数千个基因的表达,并且越来越多的证据表明miRNA是一些生物学过程的关键调控因子。在癌细胞中,异常表达的miRNA破坏了原本严格调控的miRNA与mRNA之间的关系,导致癌症进展和转移。因此,研究人员假设miRNA可调节癌细胞中细胞外囊泡的分泌。

在这项研究中,东京医科大学Nobuyoshi Kosaka领导的研究团队利用ExoScreen这种成熟的EV检测方法,对近2,000种miRNA进行了筛选。ExoScreen技术由同一团队在六年前开发,能够快速灵敏地检测条件培养基中的细胞外囊泡。

最初,在一系列实验后,他们选择了miR-26a和miR-194作为调节细胞外囊泡分泌的候选miRNA。与正常的良性前列腺组织相比,前列腺癌(PCa)细胞中miR-26a表达存在明显差异,而miR-194表达不存在差异。因此,研究人员推断miR-26a与细胞外囊泡的分泌有关。

为了进一步阐明miR-26a在细胞外囊泡分泌中的机制,他们接着鉴定了miR-26a的靶基因。他们发现,SHC4、PFDN4和CHORDC1这三个基因与PCa细胞中的细胞外囊泡分泌有关。利用这三个基因的siRNA转染细胞后,PCa细胞分泌的EV水平降低,表明这些基因是EV分泌的调节剂。

之后,通过qRT-PCR、免疫印迹分析和荧光素酶报告基因检测,研究人员证实,miR-26a可以直接抑制SHC4、PFDN4和CHORDC1的翻译起始,而miR-26a的下调则促进了细胞外囊泡的分泌。与正常组织相比,前列腺癌组织中显示出miR-26a的表达减少和靶基因的上调。


miR-26a调节EV分泌的示意图(图片来自原文)

为了确认miR-26a靶向的这些基因在EV分泌中的作用,研究人员最后开展了体内实验。他们建立了SHC4、PFDN4或CHORDC1缺失的PC3M细胞系,发现与对照小鼠相比,携带这些PC3M异种移植物的小鼠的肿瘤体积更小,重量更轻。之后他们向裸鼠注射了PC3M细胞分泌的细胞外囊泡,发现肿瘤大小和重量部分得到拯救。

“这项研究广泛筛选了调节前列腺癌细胞中细胞外囊泡分泌的miRNA,发现miR-26a通过靶向SHC4、PFDN4和CHORDC1而调节EV分泌,”作者在文中写道。miRNA可通过抑制EV产生而介导肿瘤抑制,这个新发现有望为前列腺癌的治疗带来新方法。(生物通 薄荷)

原文检索

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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