シスプラチン誘導性miR-425-3pのExosomal Transferは、オートファジーの活性化を介してNSCLCにおけるシスプラチン抵抗性をもたらす

Exosomal Transfer Of Cisplatin-Induced miR-425-3p Confers Cisplatin Resistance In NSCLC Through Activating Autophagy.

• Yuzhu Ma
• Daolu Yuwen
• Jingwei Chen
• Bingfeng Zheng
• Jian Gao
• Minmin Fan
• Wenwen Xue
• Yixuan Wang
• Wuhao Li
• Yongqian Shu
• Qiang Xu
• Yan Shen

抄録

序章:

エクソソソームは細胞間コミュニケーションの重要なメディエーターである。以前、我々は非小細胞肺癌（NSCLC）患者のプラチナ製剤を用いた化学療法に対する臨床効果を予測する非侵襲的な予後マーカーとして、循環するエクソソソームmiR-425-3pを特徴づけた。

Introduction: Exosomes are important mediators of intercellular communication. Previously, we characterized circulating exosomal miR-425-3p as a non-invasive prognostic marker for predicting clinical response to platinum-based chemotherapy in patients with non-small cell lung cancer (NSCLC).

方法:

プラチナベースの化学療法を受けているNSCLC患者のペア血清サンプルを用いて、循環エキソソソームmiR-425-3pをqRT-PCRで検証した。細胞培養を行い、エクソソソームmiR-425-3pがレシピエントA549細胞のシスプラチンに対する感受性に及ぼす影響を調べた。バイオインフォマティクス、ChIPおよびルシフェラーゼレポーターアッセイを用いて、miR-425-3pの発現に必須の転写因子を同定した。受容細胞におけるオートファジー活性は、ウエスタンブロットと蛍光顕微鏡によって決定された。

Methods: Circulating exosomal miR-425-3p was validated by qRT-PCR in paired serum samples from NSCLC patients during the course of platinum-based chemotherapy. Cell coculture was performed to examine the effects of exosomal miR-425-3p on the sensitivity of recipient A549 cells to cisplatin. Using bioinformatics, ChIP and luciferase reporter assays, the transcription factor essential for miR-425-3p expression was identified. Autophagic activity in the recipient cells was determined by Western blot and fluorescence microscopy.

結果:

エクソソソームmiR-425-3pの発現量は、寛容状態にある患者の血清サンプルにおいて、ベースライン時と比較して高レベルであった。また、化学療法中にエクソソソームmiR-425-3pの発現が上昇傾向にあることが明らかになった。さらに、エクソソソームmiR-425-3pの発現は、NSCLC細胞においてシスプラチンによって誘導された。シスプラチン治療を受けたNSCLC細胞およびシスプラチン耐性NSCLC細胞から分離されたエクソソソームは、miR-425-3pに依存した方法で感受性の高いA549細胞に化学抵抗性を付与した。シスプラチン誘発性c-MycはmiR-425-3pプロモーターに直接結合し、その発現をトランザクティベートすることが明らかになった。エクソソソームのmiR-425-3pはAKT1を標的としたオートファジー活性化を促進し、最終的には化学抵抗性をもたらした。

Results: Higher levels of exosomal miR-425-3p were found in serum samples from the patients in tolerance versus those at baseline. An upward trend in the expression of circulating exosomal miR-425-3p was revealed during chemotherapy. Furthermore, the expression of exosomal miR-425-3p could be induced by cisplatin in NSCLC cells. Exosomes isolated from either cisplatin-treated or cisplatin-resistant NSCLC cells conferred chemoresistance to sensitive A549 cells in a miR-425-3p-dependent manner. Cisplatin-induced c-Myc was found to directly bind the miR-425-3p promoter and transactivated its expression. Exosomal miR-425-3p facilitated autophagic activation in the recipient cells by targeting AKT1, eventually leading to chemoresistance.

議論:

これらの結果から、エクソソソームmiR-425-3pは、治療効果の予後マーカーとは別に、治療中のシスプラチン抵抗性を調整するためのダイナミックなバイオマーカーである可能性が示唆され、治療抵抗性NSCLCの治療標的として有望であることが示唆された。

Discussion: Our results suggest that apart from a prognostic marker of treatment response, exosomal miR-425-3p might be a potential dynamic biomarker to tailor cisplatin resistance in NSCLC patients during the treatment and represent a promising therapeutic target for therapy-resistant NSCLC.

© 2019 Ma et al.