Cancer Cell:癌细胞外泌体能独立催化miRNA合成并促进肿瘤发生

2014-12-03 10:39 · JimmyFrank

近期Cancer Cell中,报道了来自德克萨斯大学研究者关于外泌体影响靶细胞中某些miRNA表达机制的最新研究。

       最近数年,关于外泌体与癌症发生发展的关系已有很多研究。有大量证据表明,癌细胞所分泌的外泌体中会通过其所运输的miRNA影响靶细胞,改变微环境,为癌细胞转移创造更好的条件。最新一期Cancer Cell中,报道了来自德克萨斯大学研究者关于外泌体影响靶细胞中某些miRNA表达机制的最新研究。

  研究者提取来自乳腺癌细胞MDA-MB-231的外泌体,并使用无细胞、无血清培养基进行孵育,发现外泌体中miRNA浓度会上升,而正常乳腺 细胞MCF10A外泌体则不会出现变化。同时,通过RT-qPCR确认,在外泌体中有pre-miRNA存在,且pre-miRNA会随着孵育进行而不断 下降。另外,通过标记,发现MBA-MD-231中的Dicer、RLC、Ago2和TRBP等miRNA合成过程中所必需的酶类会被分泌进入外泌体,但 MCF10A却没有变化,且这些酶进入MBA-MD-231外泌体后,会明显加速其成熟miRNA产生速度。利用几类酶的抗体及shRNA可以抑制这种效 应。这些结果共同证明MBA-MD-231外泌体中包含有pre-miRNA、成熟miRNA及miRNA成熟过程中所必需的各类酶分子,但MCF10中 不会存在这些酶分子。

不同细胞外泌体孵育一段时间后芯片检测miRNA表达热图及Norther blot结果

不同细胞外泌体孵育一段时间后其中pre-miRNA下降

RISC装载复合体组成蛋白免疫印迹结果

MDA-MB-231外泌体中pre-miRNA与miRNA关系及沉默RISC相关组件后对二者关系的影响

  接下来研究者将标记后的MBA-MD-231外泌体与MCF10A共培养,通过荧光成像确认MCF10A会吸收MBA-MD-231外泌体,且 MCF10A与MBA-MD-231外泌体中多种miRNA出现上调,而这些miRNA的靶基因mRNA则相应出现下调,如PTEN、HOXD10 等,MCF10A在细胞增殖、细胞活性等方面开始出现明显的致癌潜能。

外泌体处理后正常细胞miRNA与靶基因表达变化


   最后,研究者又通过动物实验对其体外结果进行了验证。他们将人乳腺癌细胞注入小鼠体内,形成乳腺癌,并检测小鼠血清,发现了来自于植入的乳腺癌细胞的的 外泌体,且这些外泌体中包含有人源Dicer。如果将正常乳腺细胞与乳腺癌外泌体共培养后注入小鼠体内,也会形成乳腺癌。

异植瘤小鼠血清出现癌细胞外泌体及人源Dicer

    本文对乳腺癌细胞所分泌的外泌体中的成分进行了分析,并在其中鉴定出了pre-miRNA及Dicer、TRBP和AGO2蛋白,证明这些蛋白所组成的 RISC装载复合体会促进pre-miRNA剪切成为miRNA,从而改变外泌体及外泌体靶细胞中某些特定miRNA的表达量,并促进正常细胞产生致癌 性。研究者认为,通过进一步的研究,外泌体中的Dicer或许可以成为一个乳腺癌诊断治疗的标志物。

  相关文献:

  Melo S A, Sugimoto H, O’Connell J T, et al. Cancer Exosomes Perform Cell-Independent MicroRNA Biogenesis and Promote Tumorigenesis[J]. Cancer Cell, 2014.