Molecular Cancer:外泌体促进结直肠癌的进展

2020-08-04 A pioneer 免疫细胞研究bioworld

结直肠癌(Colorectal cancer, CRC)是全球最常见的恶性肿瘤之一,转移和复发的风险极高。考虑到传统疗法的缺点,如毒性和耐受不良,临床结果仍然不能令人满意。

结直肠癌(Colorectal cancer, CRC)是全球最常见的恶性肿瘤之一,转移和复发的风险极高。考虑到传统疗法的缺点,如毒性和耐受不良,临床结果仍然不能令人满意。因此,迫切需要找到敏感的CRC诊断生物标志物进行早期发现,探索新的CRC治疗靶点。近年来,外泌体在癌症中的作用引起了越来越多的关注。外泌体是由不同类型的细胞分泌的直径约为30-100纳米的脂质双层膜小泡。越来越多的证据表明,肿瘤来源的外泌体通过转移和交换致癌分子,包括环状RNA、microRNAs、mRNA、蛋白质和脂质,在肿瘤细胞间的通信中发挥关键作用,从而参与肿瘤发生、肿瘤增殖、肿瘤转移、血管生成、免疫逃逸和耐药性。

环状RNA (circRNAs)被认定为非编码RNA (ncRNAs)家族的成员,具有闭环结构,无5和3端,与癌症的发生和发展密切相关,包括CRC。此外,环状RNA在外泌体中富集,对细胞间通信至关重要。据报道,外泌体环状RNA在血液中是稳定的,可能是一种很有前途的新的生物标志物用于临床检测。此外,MicroRNAs (miRNAs)是一类内源性22-25 nt的非编码单链RNA,是转录后基因调控的关键调控因子。环状RNA可以作为有效的miRNA海绵,因为它们含有保守的miRNA靶位点,竞争性地抑制miRNA以调控下游靶基因的表达。 因此,作者推测外泌体环状RNA可能是一类新的潜在的癌症治疗生物标志物或治疗靶点。然而,癌源性外泌体环状RNA的功能和潜在机制仍在很大程度上未被探索。

在本研究中,作者率先报道了肿瘤来源外泌体中circPACRGL的发现,并进一步探讨了其在CRC进展中的功能和潜在机制。结果发现circPACRGL通过miR-142-3p/miR-506-3p-TGF- 271轴增强CRC细胞的增殖、迁移和侵袭,以及N1-N2中性粒细胞的分化。因此,作者的研究揭示了circPACRGL在CRC细胞存活和转移中起着致癌作用,为研究circRNAs在CRC治疗中的作用提供了新的理论依据。

先前的研究表明,癌源性外泌体与肿瘤的增殖和转移功能有关。为了探讨外泌体在CRC中的作用机制,作者从HCT116和SW480两株CRC细胞系上清中分离出癌细胞来源的外泌体。结果发现CRC来源的外泌体增强CRC增殖、迁移和侵袭。有报道称环状RNA在肿瘤来源的外泌体中富集。为了识别与CRC相关的环状RNA,作者通过RNA测序分析了三对外泌体刺激的HCT116和SW480细胞(Ex-HCT116和Ex-SW480)以及每个未处理的对照组细胞的表达谱。发现circPAGRAL (has_circ_0069313)是两个前组中表达上调最多的基因。并且进一步研究发现加入肿瘤来源外泌体后,CRC细胞中circPACRGL显着上调。

许多证据表明circRNA的调控机制是作为一个miRNA海绵,主要发生在细胞质中。FISH荧光原位杂交(Fluorescence in situ hybridization, FISH)结果显示,circPACRGL转录信号主要分布在HCT116和SW480细胞的细胞质中,但在细胞核中有少量杂交信号。为了研究可能与circPACRGL相关的miRNAs,作者使用了在线生物信息学数据库StarBase 2.0(http://starbase.sysu.edu.cn/),并引入了最有可能互补结合的miRNAs。在这些预测的靶mirna中,作者发现circPACRGL同时具有miR-142-3p和miR-506-3p的结合位点。双荧光素酶报告基因实验进一步证实miR-142-3p和miR-506-3p是circPACRGL的靶点。

MiRNAs可与调控mRNA和蛋白表达的3个UTR基因结合。利用在线生物信息学工具StarBase 2.0(http://starbase.sysu.edu.cn/)预测miR-142-3p和miR-506-3p的靶基因。作者发现TGF- β1是最好的候选者之一。有报道TGF-β1参与肿瘤的发生发展,并与N1/N2中性粒细胞的分化相关。为了评估miR-142-3p和miR-506-3p对TGF- cad1表达的影响,作者进行了荧光素酶报告基因检测,证实TGF- cad1是miR-142-3p和miR-506-3p共同的靶基因。

基于上述数据,推测circPACRGL可能通过miR-142-3p/miR-506-3p-TGF- β1轴调控CRC的增殖、迁移和侵袭。CCK8结果显示,与对照组相比,经CRC源外泌体处理(Ex-HCT116)组CRC细胞增殖明显提高。此外,与ExHCT116组相比,下调circPACRGL可显着降低CRC细胞的增殖,而在miR-142-3p/miR-506-3p inhibitor处理或TGF- inhibitor过表达后,这种抑制作用减弱。在细胞凋亡中也观察到类似的作用。流式细胞仪检测显示,与对照组相比,外泌体刺激的CRC细胞的凋亡细胞比例有效降低。总之,该数据表明circPACRGL通过调控miR-142-3p/miR-506- 3p-TGF- β1轴促进CRC增殖、迁移和侵袭。

总的来说,该研究的数据首先证明了circPACRGL通过miR-142-3p/miR-506-3p-TGF- β1轴在CRC发展中起促癌作用,这有助于我们更好地了解circRNAs在CRC进展中的机制,并为CRC治疗提供了一种很有前景的生物标志物。然而,作者并没有检测CRC患者样本中提取的外泌体治疗后circPACRGL-miR-142-3p/miR-506-3p-TGF- β1轴的影响。未来,将重点研究肿瘤源性外泌体circPACRGL对CRC的影响。研究circPACRGL在CRC治疗中的临床应用将更加准确和有意义。研究提示,预防circPACRGL/miR-142-3p/miR-506-3p-TGF-β1轴是一种有前景的CRC治疗策略。

原始出处:

Anquan Shang, Chenzheng Gu, Weiwei Wang, et al.Exosomal circPACRGL promotes progression of colorectal cancer via the miR-142-3p/miR-506-3p- TGF-β1 axis.Mol Cancer. 2020 Jul 27;19(1):117. doi: 10.1186/s12943-020-01235-0.



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