研究背景
頭頸部鱗狀細(xì)胞癌 (HNSCC)是頭頸部常見的惡性腫瘤，每年新增病例超過70萬。常見治療方法包括手術(shù)、放療、化療、靶向治療、免疫治療等。在靶向治療中，盡管90%的HNSCC患者具有高EGFR表達(dá)，但EGFR的靶向藥——西妥昔單抗的治療效果仍不理想。其耐藥機(jī)制可能與EGFR和RAS突變、間質(zhì)-上皮轉(zhuǎn)化及其他途徑激活有關(guān)。此外，表觀遺傳調(diào)控也可能是調(diào)控耐藥的關(guān)鍵途徑。
微小核糖核酸(miRNAs) 在許多疾病的發(fā)展中起重要作用，包括西妥昔單抗耐藥[15-17]。通常認(rèn)為miRNAs通過靶向信使RNA的3'-非翻譯區(qū)，在細(xì)胞質(zhì)中負(fù)向調(diào)控基因表達(dá)。但一些研究表明miRNAs也可通過RNA激活(RNAa)機(jī)制在細(xì)胞核中促進(jìn)基因表達(dá)。因此，了解miRNAs核內(nèi)調(diào)控機(jī)制，可能補(bǔ)充對(duì)miRNA的功能的理解，同時(shí)為解決西妥昔單抗耐藥提供新的解決思路。
文獻(xiàn)來源
近日，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院的郭海艷、張建軍在Cellular and Molecular Life Sciences上發(fā)表了題為“Nuclear miR 451a activates KDM7A and leads to cetuximab resistance in head and neck squamous cell carcinoma” 的研究論文。
該研究發(fā)現(xiàn)，miR-451a在西妥昔單抗耐藥細(xì)胞核中富集，并通過由AGO2介導(dǎo)的增強(qiáng)子-miRNA相互作用靶向并激活KDM7A基因，促進(jìn)西妥昔單抗耐藥。研究證實(shí)了miR-451a和KDM7A在西妥昔單抗耐藥中的關(guān)鍵作用。這一發(fā)現(xiàn)為克服西妥昔單抗耐藥提供了新的策略。
項(xiàng)目研究
首先，作者檢通過體外培養(yǎng)濃度遞增的方法建立了西妥昔單抗耐藥的細(xì)胞株。接下來，通過核質(zhì)分離，分別對(duì)西妥昔單抗耐藥和敏感細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核及全細(xì)胞裂解物進(jìn)行小RNA測序。作者發(fā)現(xiàn)miR-451a在耐藥細(xì)胞的細(xì)胞核中顯著富集，且西妥昔單抗可以促進(jìn)過表達(dá)miR-451a的核內(nèi)富集，提示miR-451a可能與西妥昔單抗耐藥相關(guān)。
Fig.1 miR-451a在西妥昔單抗耐藥株中顯著富集
為探究miR-451a潛在的核內(nèi)調(diào)控機(jī)制及靶點(diǎn)。作者通過體外轉(zhuǎn)染miR-451a探針，并通過RNA純化分離染色質(zhì)并測序(ChIRP-seq)，結(jié)合微陣列技術(shù)(microarray)及生物信息學(xué)分析，篩選miR-451a在西妥昔單抗耐藥細(xì)胞株中的核內(nèi)靶點(diǎn)。結(jié)果顯示，位于KDM7A第10內(nèi)含子上的增強(qiáng)子為核內(nèi)miR-451a的靶點(diǎn)，其與miR-451a的相互作用促進(jìn)KDM7A的表達(dá)。
Fig.2 miR-451a與KDM7A上的增強(qiáng)子區(qū)域相互作用并促進(jìn)KDM7A表達(dá)
體外和體內(nèi)的表型實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，miR-451a和KDM7A在西妥昔單抗刺激下促進(jìn)腫瘤的增殖和遷移和移植瘤的生長。作者進(jìn)一步分析了miRNA功能相關(guān)的重要媒介AGO蛋白的表達(dá)情況，發(fā)現(xiàn)AGO2在耐藥株中表達(dá)上調(diào)。在西妥昔單抗刺激下，AGO2同樣富集到細(xì)胞核內(nèi)。RNA pull-down實(shí)驗(yàn)證明了miR-451a與AGO2在核內(nèi)的相互作用。敲低ADO2的表達(dá)將抑制miR-451a對(duì)KDM7A的表達(dá)激活，也抑制了腫瘤細(xì)胞的增殖和遷移。
Fig.3 miR-451a通過AGO2依賴的方式促進(jìn)KDM7A的表達(dá)
為了評(píng)估m(xù)iR-451a及KDM7A在HNSCC西妥昔單抗治療中的作用和潛在應(yīng)用價(jià)值，作者收集了87例有西妥昔單抗治療史的HNSCC患者樣本，并檢測了miR-451a和KDM7A在樣本中的表達(dá)水平。q-PCR結(jié)果顯示miR-451a和KDM7A在西妥昔單抗耐藥患者中表達(dá)水平顯著較高，且兩者表達(dá)具有正相關(guān)性。miR-451a表達(dá)水平較高的患者生存期顯著較低。對(duì)患者的臨床病理資料分析發(fā)現(xiàn)miR-451a和KDM7A的高表達(dá)是西妥昔單抗耐藥的顯著風(fēng)險(xiǎn)因素，提示miR-451a和KDM7A可能可以作為西妥昔單抗預(yù)后的提示指標(biāo)。
研究結(jié)論
本研究揭示了miR-451a和AGO2介導(dǎo)的核激活途徑在HNSCC西妥昔單抗耐藥中的作用。
研究發(fā)現(xiàn)，西妥昔單抗促進(jìn)miR-451a在細(xì)胞核中的富集，并通過靶向KDM7A內(nèi)含子的增強(qiáng)子區(qū)域激活其表達(dá)。miR-451a和KDM7A是西妥昔單抗耐藥的重要風(fēng)險(xiǎn)因素，有潛力作為耐藥生物標(biāo)志物或治療靶點(diǎn)。這些結(jié)果為進(jìn)一步研究RNA激活機(jī)制及改善腫瘤患者西妥昔單抗的耐藥提供了依據(jù)。
吉滿助力
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