顺铂致肺癌A549细胞培养液中Exosomal miRNAs差异表达

肺癌是对人类健康与生命危害最大的恶性肿瘤之一。在众多的治疗方法中，化疗是治疗非小细胞肿瘤最主要的手段。而顺铂属细胞周期非特异性抗肿瘤药,是应用最广泛的的抗癌药物。以下报告，介绍了顺铂致肺癌A549细胞培养液中Exosomal miRNAs差异表达实验中的内容简介。

Exosome 是由细胞内多泡体(multivesicularbody, MVB) 与细胞膜融合后, 释放到细胞外基质中的一种直径约60~100nm 的膜性囊泡, 是最初由Johnstone 等在研究网织红细胞向成熟细胞转变过程中, 发现的由网织红细胞释放出的一种小囊泡。

Exosomes 是细胞内多囊泡体膜内陷形成，并与细胞膜融合，分泌到胞外的膜性囊泡状小体。许多细胞都能够分泌exosomes，其中包括肿瘤细胞，上皮细胞，造血细胞。在exosomes中,包含生物分子，如蛋白质，mRNA，microRNA，这些分子能够通过exosomes被转移到受体细胞中，并将其所携带的信息（如癌细胞抗原信息，或者是免疫应答信息）传递过去。由于Exosome的膜性结构能阻止血清中的蛋白酶对其携带的蛋白分子如细胞因子等的降解, 所以Exosome可作为体内细胞之间信息传递的载体, 通过自分泌或旁分泌的方式作用于自身或远隔的靶细胞并调节其功能.

通过exosomes的传递作用介导的功能性蛋白质参与细胞间通讯的分子机制已经建立，现有研究亦已证实exosomes可以携带并传递功能性的mRNA 到受体细胞，但是尚未发现通过这种方法介导的功能性miRNA 参与细胞间通讯作用。基于现有研究，我们推测exosomes 与受体细胞结合，可将与生理功能相关的miRNA 转移到受体细胞，导致了miRNA 在受体细胞内调节靶基因的表达。

MiRNA(MicroRNA)是近年来在多种真核细胞及病毒中发现的一类内源21-25nt短序列非编码单链RNA,在进化上具有高度的保守性,能够通过与靶mRNA特异性的碱基互补配对,引起靶mRNA的降解或者抑制其翻译,在基因调控中扮演重要的角色。

MiRNA是一类长度为18～25个核苷酸的非编码小分子RNA。miRNA 在基因转录后水平上通过与靶mRNA互补结合，抑制mRNA的翻译或降解mRNA，发挥对人类蛋白的表达调节作用。miRNA参与细胞的生长、分化和细胞周期调控等多个环节，最近研究证据表明，肿瘤来源miRNA是肿瘤特异的功能性miRNA，miRNA的突变或异常表达与人类的多种癌症有关，这表明miRNA可能发挥着致癌基因或抑癌基因的作用，成为肿瘤细胞间通讯的新介质。miRNA具有很好的组织特异性和阶段特异性，同一种肿瘤在发生发展的不同分期阶段具有不同的miRNA表达谱，展示了miRNA作为肿瘤标志物的巨大潜力。

近来, 人们发现来自血浆、血清、尿液和唾液中miRNA表达水平和许多不同疾病有着密不可分的关系。不同细胞株可以释放不同的循环miRNA, 这些ec-miRNA具有作为肿瘤分子标志物所必须的特点：比如在各种体液中相对较稳定; 在不同物种中大部分序列较为保守; 一些肿瘤组织中miRNA表达会出现异常; miRNA的表达水平可以通过实时定量PCR(Real-time quantitative PCR)等方法检测。miRNA在肿瘤和其他疾病中的表达均会有所改变, 且肿瘤细胞可以释放某些miRNA, 通过检测这些ec-miRNA, 并可以作为诊断分子标志物来预测肿瘤。在NSCLC患者的生存率研究中, 与对照组相比, 有11种miRNA的表达增加了5倍以上, 其中4种来自血清的循环miRNA(miR-486、miR-30d、miR-1和miR-499)和患者生存率有明显关系。目前, 在抗肿瘤药物的研究中, 人们仍然将循环miRNAs作为研究的重点。

在肺癌诊断中ec-miRNA如果作为一种理想的生物标志物, 要在肿瘤细胞中有表达, 在健康细胞中不表达; 或者在肿瘤细胞中高表达(或低表达), 而在健康人细胞中正常表达。由于肺癌标本来源的局限性, 使其在研究中存在一定的局限性, 而外周血或痰液的获得比较容易。因此, 在血液或其他体液中直接检测具有癌症特异性的miRNA并将其作为癌症的生物学标志物, 对于早期癌症确诊具有非常重要的意义。

目前关于细胞外miRNA的具体来源尚不清楚, 其主要形式为蛋白结合和exosome包裹。研究发现大部分血浆和培养细胞中的循环miRNA (Circulating miRNA)与外来体(Exosome)无关, 而是通过与Ago2蛋白结合诱导部分miRNA形成沉默复合物。相比微泡(Microvesicle)而言, 大部分miRNA比较容易和蛋白质复合体结合。miRNA对血浆中蛋白酶的刺激比较敏感, 表明蛋白复合物可保护miRNA, 使其免受RNA酶的降解。循环miRNA不仅与蛋白复合物结合, 而且可以被包裹在脂质泡中形成RNA结合蛋白质的复合体, 从而使其免受RNA酶降解。我们推测exosomes 与受体细胞结合，可将与生理功能相关的miRNA 转移到受体细胞，导致了miRNA 在受体细胞内调节靶基因的表达。