TMZ结构式
化疗耐药性是目前替莫唑胺（TMZ）治疗多形性胶质母细胞瘤（GBM）的主要问题。来自南京医科大学附属第一医院的尤永平、颜伟课题组的研究人员发现，耐药的GBM细胞的外泌体可赋予药物敏感GBM细胞耐药性，外泌体包裹miR-151a能够消除其对敏感细胞耐药的促进能力。该研究发表于近日的Cancer Letters杂志上。
胶质母细胞瘤（GBM）是WHO IV级肿瘤，预后不佳。目前GBM患者的治疗标准是手术切除，然后辅助放疗和替莫唑胺（TMZ）化疗。 TMZ用作GBM的一线治疗方案，然而耐药性限制了治疗反应的持久性。
外泌体是直径约50-120nm的囊泡，通过运输细胞内的货物如蛋白质和RNA参与细胞间通讯。GBM释放的细胞外囊泡（EV）中的miRNA转移至小胶质细胞可以影响小胶质细胞中的mRNA及其蛋白质水平。GBM释放的外泌体 miRNA被认为增加了GBM干细胞样细胞的异质性。然而，GBM外泌体miRNA对GBM的TMZ耐药性的作用仍有待阐明。
TMZ是一种单功能的DNA-烷化剂，通过在GBM细胞中诱导DNA损伤而发挥其细胞毒性功能。由TMZ引起的受损碱基和核苷酸最终可导致DNA双链断裂（DSB），从而通过caspase依赖性凋亡途径导致GBM细胞死亡。非同源末端连接（Non-homologous end-joining, NHEJ）是修复DSB的主要途径。作为NHEJ过程中的关键步骤，XRCC4蛋白可以与DNA连接酶IV结合形成DNA连接酶IV / XRCC4异二聚体。复合物与受损DNA末端结合，帮助DNA修复和细胞存活。GBM细胞中也报道了NHEJ途径在TMZ化学敏感性中的可能作用。该研究团队已经证实XRCC4的多态性有助于胶质瘤的易感性。XRCC4的表达水平在胶质瘤组织中显着下调，表明XRCC4在GBM中具有重要作用。然而，目前尚不清楚XRCC4如何在GBM中维持其致癌和TMZ化学耐药特性。本研究的研究人员探讨了miR-151a / XRCC4信号传导对TMZ耐药性的作用，并研究了其对TMZ耐药的GBM患者的治疗意义。
研究人员用miR-151a转染耐药GBM细胞以实现其外泌体与治疗性miR-151a的有效包装。通过qPCR测定两种TMZ抗性GBM细胞系中的miR-151a表达。 miR-151a的直接靶标通过基因芯片、生物信息学和进一步的RNA染色质免疫沉淀（RNA-ChIP）测定来确定。研究人员对来自TMZ抗性细胞系、血清和脑脊液（CSF）的外泌体进行了表征，并确定了来自TMZ抗性细胞的外泌体对受体GBM细胞的影响。miR-151a的缺失会促进细胞对TMZ的耐药。通过抑制XRCC4介导的DNA修复，miR-151a的恢复表达使TMZ耐药的GBM细胞对药物敏感。 TMZ抗性GBM细胞以外泌体miR-151a缺失依赖性的方式赋予受体TMZ敏感细胞化学耐药性。从供体TMZ耐药细胞中恢复外泌体miR-151a的表达，会抵消由供体TMZ抗性细胞指导的化学耐药性传播。源自CSF的外泌体含有miRNA特征，其反映了GBM中miR-151a表达水平与化疗耐药状态的相关性。外泌体miR-151a不仅可以作为预测化疗反应的微创液体活检方式，而且也是治疗难治性GBM的有希望的治疗靶点。
图：外泌体miR-151a的转移增强体内GBM对替莫唑胺的化疗敏感性。
参考文献：Zeng A, Wei Z, Yan W, Yin J, Huang X, Zhou X, Li R, Shen F, Wu W, Wang X, You Y. Exosomal Transfer of miR-151a Enhances Chemosensitivity to Temozolomide in Drug-resistant Glioblastoma. Cancer Lett. 2018 Aug 10.
