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肺腺癌细胞通过外泌体递送circRNA调控PDL1 /PD-1 信号通路
來源: | 作者:geneseed | 發布時間: 2020-01-19 | 143 次浏覽 | 分享到:
PD-L1 /PD-1靶向治疗通过阻断PD-L1 /PD-1信号通路使肿瘤细胞死亡,具有治疗多种类型肿瘤的潜力。在2020年1月16日,哈爾濱醫科大學徐世東教授團隊Cell Death & Disease发表了一项肺腺癌中circRNA的研究工作。报道发现circRNA-002178可能通过ceRNA机制,促进肿瘤细胞中PDL1表达;同时肿瘤细胞中circRNA-002178由外泌体递送到CD8+ T细胞中,通过促进PD1 表达实现肿瘤细胞的免疫逃避。




circRNA-002178在肺腺癌臨床組織樣本中顯著高表達

作者通过数据GSE101684 和GSE101586Z信息,发现3个circRNA( circRNA-002178, circRNA-104939, and  circRNA-104499)在LUAD肿瘤组织中高表达,然后利用qRT-PCR检测了20对临床样本,发现只有circRNA-002178在LUAD组织样本中高表达。


图1  circRNA-002178在肺腺癌中高表达【1】



circRNA-002178在肺癌細胞系中高表達

作者扩大样本量,qRT-PCR检测85对临床癌/癌旁样本和4株细胞中 circRNA-002178的表达情况,发现在肿瘤组织和肿瘤细胞系样本中,circRNA-002178均有显著高表达。此外,作者对表达丰度最高的95D细胞进行核质分离检测,结果显示circRNA-002178主要表达在细胞质中,由此作者提出猜测circRNA-002178可能通过ceRNA机制在肺腺癌中发挥功能。


图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

首先通过miRanda和 RNAhydrid预测与circRNA-002178结合的miRNA,同时在TCGA数据库检索LUAD中miRNA的表达情况。作者发现30个 miRNAs在LUAD中明显下调,其中miR-30c-3p、miR-133a-3p、 miR-34a与circRNA-002178存在结合位点。qRT-PCR检测20对临床样本中miR-30c-3p、miR-133a-3p、 miR-34a的表达情况,发现只有miR-34a在LUAD组织样本中低表达,因此作者把circRNA-002178的作用靶标锁定在miR-34a上。


通过荧光素酶报告基因实验、AGO2 RIP和RNA pull-down实验,在95D细胞中证明circRNA-002178和PDL1的3’UTR区均与miR-34a存在结合作用。利用siRNA敲低circRNA-002178后,miR-34a表达得到促进,而PDL1的表达受到了抑制,且这一变化可以被miR-34a inhibitors回复。


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。

图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

检测LUAD患者血液中各免疫细胞,发现在CD8+  T细胞中circRNA-002178特异性高表达。在经过肿瘤细胞分泌的外泌体孵育后,CD8+  T细胞中的circRNA-002178丰度显著升高;使用LUAD患者血清分离的外泌体对CD8+  T细胞进行孵育,细胞中circRNA-002178水平也出现相同变化趋势。


图5  肿瘤外泌体孵育后CD8+  T细胞中circRNA-002178水平显著升高【1】



circRNA-002178通过外泌体进入CD8+  T细胞调控PD1的表达

对CD8+  T细胞中异常表达的miRNA进行预测,发现miR-28-5p与circRNA-002178有2个 binding sites。通过荧光素酶报告基因实验、AGO2 RIP和RNA pull-down实验,在CD8+  T细胞中证明circRNA-002178和PD1的3’UTR区均与miR-28-5p存在结合作用。


肿瘤来源的外泌体孵育后,CD8+  T细胞中miR-28-5p表达被抑制,而PD1的表达出现明显上调;而改用敲低circRNA-002178后的95D细胞外泌体对CD8+  T细胞进行孵育时,这一反应消失。这一结果预示CD8+  T细胞中的PD1表达,受到外泌体携带的circRNA-002178调控。


图6  外泌体携带的circRNA-002178调控CD8+  T细胞中PD1表达【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也可能成爲新的腫瘤標志物,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,也可能是爲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) .