抑制缺氧外泌体 miR-423-3p:胶质瘤治疗新希望 —— 通过调控星形胶质细胞自噬抑制胶质瘤进展

《Cell Death & Disease》:Inhibition of hypoxic exosomal miR-423-3p decreases glioma progression by restricting autophagy in astrocytes

【字体: 时间:2025年04月09日 来源:Cell Death & Disease 8.1

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  为探究胶质瘤细胞与正常人类星形胶质细胞(NHAs)之间的相互作用机制,山东大学研究人员开展了关于胶质瘤衍生外泌体(GDEs)影响 NHAs 的研究。结果发现缺氧 GDEs(H-GDEs)通过 miR-423-3p 诱导 NHAs 自噬和激活,促进胶质瘤进展,15d-PGJ2可抑制该过程,为胶质瘤治疗提供新方向。

  在人体的大脑中,胶质瘤就像一颗隐藏的 “定时炸弹”,严重威胁着人们的健康。它是原发性脑肿瘤中最为恶性和侵袭性的一种,即便当前综合了手术、化疗、放疗等多种治疗手段,患者的预后情况依旧不容乐观,平均生存期仅 12 - 15 个月。这主要是因为胶质瘤具有极强的侵袭性和高复发率,其形成的免疫抑制性微环境更是让治疗雪上加霜。在这个微环境里,多种细胞相互作用,其中胶质瘤细胞与星形胶质细胞之间的 “对话” 机制却还是个未解之谜,而这也成为了攻克胶质瘤治疗难题的关键所在。
为了揭开这个谜团,山东大学的研究人员勇敢地踏上了探索之路。他们开展了一系列深入的研究,致力于找出胶质瘤细胞与星形胶质细胞之间相互作用的奥秘。经过不懈努力,研究取得了令人瞩目的成果,相关论文发表在了《Cell Death and Disease》杂志上。

研究人员主要运用了以下几种关键技术方法:首先是细胞培养技术,培养了胶质瘤细胞系 U251、原发性人类胶质母细胞瘤(GBM)活检衍生的肿瘤细胞系 P3#GBM 以及正常人类星形胶质细胞(NHAs);其次是外泌体分离技术,通过梯度离心和超速离心从细胞培养上清中分离外泌体;此外,还运用了 miRNA 阵列分析、定量实时荧光定量聚合酶链式反应(qRT-PCR)、蛋白质免疫印迹(Western blotting)、免疫荧光染色、Transwell 实验、EdU 实验等技术来检测相关分子表达、细胞功能等,并且利用裸鼠进行体内实验来验证研究结果。

下面来看看具体的研究结果:

  • H-GDEs 诱导 NHAs 体外自噬:研究人员提取了常氧(N-GDEs)和缺氧(H-GDEs)条件下 U251 和 P3#GBM 细胞的外泌体,经透射电子显微镜(TEM)和蛋白质免疫印迹证实成功提取外泌体。与 N-GDEs 相比,H-GDEs 处理 NHAs 后,自噬体体积显著增加,自噬相关分子 LC3B 表达上升、P62 表达下降,免疫荧光染色和自噬抑制实验进一步验证了 H-GDEs 促进 NHAs 自噬的作用。
  • H-GDEs 比 N-GDEs 更能诱导 NHAs 激活:通过 EdU 和 Transwell 实验发现,N-GDEs 和 H-GDEs 都能促进 NHAs 增殖和迁移,但 H-GDEs 作用更强。酶联免疫吸附测定(ELISA)显示 H-GDEs 处理的细胞中 IL-6 和 IL-8 分泌增加,蛋白质免疫印迹检测到反应性星形胶质细胞的标志性蛋白 GFAP 表达上调,且抑制自噬可减弱 H-GDEs 对 NHAs 的激活作用,表明 H-GDEs 通过调节自噬诱导 NHAs 向反应性表型转化。
  • H-GDEs 通过 miR-423-3p 诱导 NHAs 自噬且可被 3-MA 抑制:利用 miRNA 阵列分析 N-GDEs 和 H-GDEs 中的 miRNA,发现 miR-423-3p 在 H-GDEs 中显著上调且能显著提高 NHAs 中 LC3B 的表达,qRT-PCR 验证了其在 H-GDEs 和患者血液来源外泌体中的高表达。过表达和抑制 miR-423-3p 的实验表明,它能诱导 NHAs 自噬,且该作用可被 3-MA 抑制。
  • miR-423-3p 诱导的自噬促进星形胶质细胞激活:转染 miR-423-3p mimics 的 NHAs 增殖、迁移能力增强,IL-6 和 IL-8 分泌增加,GFAP 表达上调,抑制自噬则会减弱这些作用。用过表达 miR-423-3p 的 P3#GBM 细胞来源的 GDEs 处理 NHAs,同样证实了 miR-423-3p 通过自噬促进 NHAs 向反应性星形胶质细胞(RAs)转化。
  • H-GDEs 中 miR-423-3p 诱导的 RAs 促进体内胶质瘤进展:将预处理的 P3#GBM 细胞和星形胶质细胞共植入裸鼠大脑,发现 H-GDEs 处理组肿瘤体积更大、小鼠生存期更短,肿瘤组织中 Ki67 和 GFAP 表达更高。转染 miR-423-3p 的 NHAs 与 P3#GBM 细胞共植入后,也得到类似结果,表明 H-GDEs 中的 miR-423-3p 促进 NHAs 转化为 RAs,进而促进体内胶质瘤进展。
  • LAMP3 是 miR-423-3p 的下游靶基因并参与 NHAs 自噬:通过 qPCR 阵列筛选,发现 LAMP3 可能是 miR-423-3p 的下游靶基因。蛋白质免疫印迹显示 H-GDEs 和 miR-423-3p 转染可增加 LAMP3 表达,抑制自噬则使其表达下降,pull-down 实验证实了 miR-423-3p 与 LAMP3 的直接相互作用。
  • 15d-PGJ2可抑制 miR-423-3p 活性并抑制 NHAs 激活:通过转录组测序和生物信息学分析,利用 CMap 数据库筛选出潜在抑制 miR-423-3p 的药物,15d-PGJ2表现出最佳抑制效果。实验表明,15d-PGJ2能抑制 miR-423-3p 诱导的 NHAs 迁移、增殖和 GFAP 表达,还能抑制 H-GDEs 诱导的 NHAs 激活以及与 NHAs 共培养的 P3#GBM 细胞的增殖。

研究结论和讨论部分指出,本研究揭示了胶质瘤通过分泌含 miR-423-3p 的外泌体促进 NHAs 向 RAs 转化,进而增强胶质瘤恶性程度的正反馈机制,15d-PGJ2可抑制该过程。这一发现为胶质瘤的诊断和治疗提供了全新的视角和潜在的治疗靶点。比如,外泌体和 miR-423-3p 水平的变化有望应用于液体活检技术改进,抑制 miR-423-3p 和自噬可能破坏肿瘤微环境的形成,阻碍胶质瘤进展。同时,该研究强调了肿瘤微环境在脑肿瘤研究中的重要性,为后续研究开辟了新方向,无论是在胶质瘤研究还是其他脑部疾病研究领域都具有重要意义。

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