微泡介导的细胞间miRNA传递在乳腺癌耐药形成中的作用及其机制研究

90% of cancer patient's death was due to drug-resistance and the drug resistance is believed to a main factor causing a failure of cancer treatment. Investigation of the mechanisms underlying drug-resistance and exploration for new oncology therapeutics has been highly highlighted in oncology research. Our preliminary data showed that the drug resistance of breast cancer cells could be delivered in cell-cell, possibly through miRNA. Together with previous reports, we hypothesize that drug-resistant breast cancer cells can produce the miRNAs with ability to modify drug sensitivity, and thereby transmitting them to the neighbor cell through interaction with microvesicles. Such a transfer manner for drug resistance may be prospective for developing a novel gene therapy strategy. To test our proposal, we plan to characterize this transmission processes and elucidate the molecular mechanism underlying with multiple aspects of experimental analysis. We also plan to investigate the possible therapeutic application with modified miRNA for breast cancer. The success of this study will elucidate a new drug resistance mechanism, and provide a new therapeutic approach for the clinical treatment of refractory cancers.

药物耐药的产生是造成肿瘤治疗失败的重要原因，有资料甚至认为90%的肿瘤患者死亡与肿瘤耐药有关，因此探索耐药形成机制并籍此寻找耐药治疗新策略，一直是肿瘤学研究领域亟待突破的难题，也是实现肿瘤个体化治疗的重要途径。我们的前期研究发现乳腺癌细胞的耐药性可能通过miRNA在细胞间进行传递，结合文献报道，我们提出：耐药性乳腺癌细胞可产生耐药特异性miRNA，并通过微泡实现细胞间传递，使敏感细胞产生获得性耐药性，这种传递可能成为miRNA基因治疗的基础。为证明这一科学假说，我们将通过系统地分析、甄别新的耐药特异性miRNA及其传递乳腺癌耐药性的行为过程和特征，研究探讨其传递分子机制；同时，还通过传递研究，探讨miRNA在耐药治疗中的应用可能性。本研究的成功将阐明一种全新的耐药性产生机制，并为顽固性肿瘤的临床治疗提供一个新的治疗途径。

药物耐药的产生是造成乳腺癌治疗失败的重要原因。因此探索乳腺癌的耐药机制并籍此寻找治疗策略，是乳腺癌研究领域亟待突破的难题，也是实现肿瘤精准治疗的重要途径。本研究以系列乳腺癌耐药细胞及其微泡为研究对象，通过耐药特异性miRNA的筛选及其细胞间传递过程和特征的体内外系统性研究，从miRNA介导耐药信号在细胞间传递的全新角度，阐明耐药产生的分子机制，提出乳腺癌耐药性基因调控新模式，并为临床治疗提供新策略。.主要从以下几个方面进行研究：①构建系列乳腺癌耐药株，系统分析和甄别调控乳腺癌耐药性的miRNA，并分析其关键靶基因及相关信号传导通路。针对乳腺癌几种常规化疗药物分别建立ER+ 的MCF-7和三阴性MDA-MB-231的系列耐药细胞株，通过细胞水平miRNA差异表达分析和导入性研究获得一组能特异改变药物抗性的miRNAs并在临床乳腺癌患者标本中得以验证；进一步功能性研究表明miR-34a和miR-130a分别通过靶向调节Notch1、PTEN基因改变癌细胞对阿霉素耐药性，miR-29a通过PTEN/AKT/GSK3β、miR-222通过PTEN/AKT/FOXO1和PTEN/AKT/p27kip1信号通路调节癌细胞对阿霉素耐药性，miR-452通过调节APC4和IGF-1R基因影响癌细胞对多西他赛耐药性，miR-99b和miR-4443分别通过调节mTOR、TIMP2基因影响三阴性癌细胞对表阿霉素耐药性，miR-3646通过GSK-3β/β-catenin信号通路调节三阴性癌细胞对多西他赛耐药性，等。②阐明miRNA传递耐药性的过程及特征。分析不同耐药细胞及其微泡的miRNA特征表达谱，证实细胞将相关miRNAs分选到微泡中是一个有选择性的过程；建立LAN-ELF-FISH法，从单细胞水平观察微泡在细胞间传递耐药特异miRNA的过程并定量分析。 ③阐明miRNA传递耐药性的机制：证实微泡具有细胞间传递耐药性的功能，主要有两种方式：A)微泡介导的耐药特异miRNA的传递及其对受体细胞的功能调控；B)微泡膜上膜转运蛋白P-gp的直接诱导作用。④研究耐药特异性miRNA在乳腺癌基因治疗中的可行性：构建耐药乳腺癌裸鼠模型，瘤内注射装载miR-222 阻遏物的微泡后再化疗，观察到实验组裸鼠肿瘤明显缩小且在其癌组织内miR-222下调而抑癌基因PTEN上调，证实可逆转癌细胞耐药性。