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肺腺癌細胞通過外泌體遞送circRNA調控PDL1 /PD-1 信號通路
來源: | 作者:geneseed | 發布時間: 2020-01-19 | 139 次瀏覽 | 分享到:
PD-L1 /PD-1靶向治療通過阻斷PD-L1 /PD-1信號通路使腫瘤細胞死亡,具有治療多種類型腫瘤的潛力。在2020年1月16日,哈爾濱醫科大學徐世東教授團隊Cell Death & Disease發表了一項肺腺癌中circRNA的研究工作。報道發現circRNA-002178可能通過ceRNA機制,促進腫瘤細胞中PDL1表達;同時腫瘤細胞中circRNA-002178由外泌體遞送到CD8+ T細胞中,通過促進PD1 表達實現腫瘤細胞的免疫逃避。




circRNA-002178在肺腺癌臨床組織樣本中顯著高表達

作者通過數據GSE101684 和GSE101586Z信息,發現3個circRNA( circRNA-002178, circRNA-104939, and  circRNA-104499)在LUAD腫瘤組織中高表達,然后利用qRT-PCR檢測了20對臨床樣本,發現只有circRNA-002178在LUAD組織樣本中高表達。


圖1  circRNA-002178在肺腺癌中高表達【1】



circRNA-002178在肺癌細胞系中高表達

作者擴大樣本量,qRT-PCR檢測85對臨床癌/癌旁樣本和4株細胞中 circRNA-002178的表達情況,發現在腫瘤組織和腫瘤細胞系樣本中,circRNA-002178均有顯著高表達。此外,作者對表達豐度最高的95D細胞進行核質分離檢測,結果顯示circRNA-002178主要表達在細胞質中,由此作者提出猜測circRNA-002178可能通過ceRNA機制在肺腺癌中發揮功能。


圖2  circRNA-002178在肺癌細胞系中高表達【1】



circRNA-002178通過吸附miR-34a調控肺癌細胞中PDL1表達

首先通過miRanda和 RNAhydrid預測與circRNA-002178結合的miRNA,同時在TCGA數據庫檢索LUAD中miRNA的表達情況。作者發現30個 miRNAs在LUAD中明顯下調,其中miR-30c-3p、miR-133a-3p、 miR-34a與circRNA-002178存在結合位點。qRT-PCR檢測20對臨床樣本中miR-30c-3p、miR-133a-3p、 miR-34a的表達情況,發現只有miR-34a在LUAD組織樣本中低表達,因此作者把circRNA-002178的作用靶標鎖定在miR-34a上。


通過熒光素酶報告基因實驗、AGO2 RIP和RNA pull-down實驗,在95D細胞中證明circRNA-002178和PDL1的3’UTR區均與miR-34a存在結合作用。利用siRNA敲低circRNA-002178后,miR-34a表達得到促進,而PDL1的表達受到了抑制,且這一變化可以被miR-34a inhibitors回復。


圖3  circRNA-002178通過miR-34a調控PDL1表達【1】



circRNA-002178在腫瘤細胞外泌體中顯著升高

檢測120例LUAD病人和30例正常人血清外泌體中circRNA-002178,發現LUAD組血清外泌體中circRNA-002178顯著偏高;對體外培養的肺癌細胞外泌體進行檢測,也顯示了相同的結果。

圖4  circRNA-002178在腫瘤細胞外泌體中顯著升高【1】



circRNA-002178可能經外泌體遞送到T細胞中

檢測LUAD患者血液中各免疫細胞,發現在CD8+  T細胞中circRNA-002178特異性高表達。在經過腫瘤細胞分泌的外泌體孵育后,CD8+  T細胞中的circRNA-002178豐度顯著升高;使用LUAD患者血清分離的外泌體對CD8+  T細胞進行孵育,細胞中circRNA-002178水平也出現相同變化趨勢。


圖5  腫瘤外泌體孵育后CD8+  T細胞中circRNA-002178水平顯著升高【1】



circRNA-002178通過外泌體進入CD8+  T細胞調控PD1的表達

對CD8+  T細胞中異常表達的miRNA進行預測,發現miR-28-5p與circRNA-002178有2個 binding sites。通過熒光素酶報告基因實驗、AGO2 RIP和RNA pull-down實驗,在CD8+  T細胞中證明circRNA-002178和PD1的3’UTR區均與miR-28-5p存在結合作用。


腫瘤來源的外泌體孵育后,CD8+  T細胞中miR-28-5p表達被抑制,而PD1的表達出現明顯上調;而改用敲低circRNA-002178后的95D細胞外泌體對CD8+  T細胞進行孵育時,這一反應消失。這一結果預示CD8+  T細胞中的PD1表達,受到外泌體攜帶的circRNA-002178調控。


圖6  外泌體攜帶的circRNA-002178調控CD8+  T細胞中PD1表達【1】



這項研究提示circRNA-002178可能在調控腫瘤細胞中PDL1表達的同時,還利用分泌外泌體向免疫細胞傳遞信號,通過對免疫細胞PD1的調控來實現免疫逃避。外泌體中攜帶的大量circRNA-002178也可能成為新的腫瘤標志物,應用到臨床腫瘤篩查中。此外,PDL-1/PD-1靶向治療現在已經應用于臨床治療中,circRNA-002178對PDL-1/PD-1通路的調控,也可能是為腫瘤靶向藥物的開發提供新的方向。



參考文獻

1.Wang, J., Zhao, X., Wang, Y. et al. circRNA-002178 act as a ceRNA to promote PDL1/PD1 expression in lung adenocarcinoma. Cell Death Dis 11, 32 (2020) .


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