外泌体miRNA-1246调控内质网应激凋亡通路在胶质母细胞瘤化疗耐药中的作用和机制研究

Chemotherapy resistance is the most difficult problem in the clinical treatment of glioblastoma (GBM). Chronic endoplasmic reticulum stress (ERs) plays an important role in drug resistance through unfolded protein response (UPR). However, persistent UPR can induce apoptosis through CHOP, which is evaded by drug-resistant GBM cells, the mechanism is still unclear. In our preliminary experiments, we found that the expression of microRNA-1246 in drug-resistant GBM tissues and cells and their secreted exosomes were significantly increased; overexpression of microRNA-1246 could significantly inhibit the level of CHOP; treatment of non-drug-resistant cells with exosomes from drug-resistant strains could significantly improve their tolerability to temozolomide. Accordingly, we hypothesize that microRNA-1246 inhibits the apoptosis of drug-resistant GBM cells induced by chronic ERs by inhibiting CHOP, thereby enhancing its drug resistance, which can be transmitted to non-resistant cells by exosomes. In this project, in vitro and in vivo studies will be conducted to investigate the role of exosome microRNA-1246 in promoting drug resistance of GBM cells, and to elucidate the important regulatory mechanism of microRNA-1246 on ERs apoptotic pathway in drug-resistant GBM cells. This project is expected to provide a new treatment strategy for GBM patients with chemotherapy resistance.

化疗耐药是目前胶质母细胞瘤(GBM)治疗面临的最大困境。慢性内质网应激(ERs)通过未折叠蛋白反应(UPR)在耐药性的产生中发挥重要作用。然而，持续的UPR能够通过CHOP诱导细胞凋亡，这一过程却被耐药的GBM细胞所逃避，其中机制仍不明确。我们预实验发现，耐药GBM标本和细胞及其所分泌的外泌体中miR-1246表达均显著升高；过表达miR-1246能够明显抑制CHOP蛋白水平；利用耐药株来源的外泌体处理非耐药细胞可显著提高其对替莫唑胺的耐药能力。据此我们提出假说：miR-1246通过抑制CHOP阻断慢性ERs诱导的耐药GBM细胞凋亡，从而增强其耐药性，这一特性可通过外泌体的方式向非耐药细胞传递。本项目拟以体外和在体研究探讨外泌体miR-1246在促进GBM细胞耐药性中的作用；阐明miR-1246对耐药肿瘤细胞中ERs凋亡通路的重要调控机制，并有望为化疗耐药的GBM患者提供新的治疗策略。

化疗耐药是目前胶质母细胞瘤(GBM)治疗面临的最大困境。慢性内质网应激(ERs)通过未折叠蛋白反应(UPR)在耐药性的产生中发挥重要作用。然而，持续的UPR能够通过CHOP诱导细胞凋亡，这一过程却被耐药的GBM细胞所逃避，其中机制仍不明确。我们研究发现，耐药GBM标本和细胞及其所分泌的外泌体中miR-1246表达均显著升高；过表达miR-1246能够明显抑制CHOP蛋白水平；利用耐药株来源的外泌体处理非耐药细胞可显著提高其对替莫唑胺的耐药能力。据此我们提出假说：miR-1246通过抑制CHOP阻断慢性ERs诱导的耐药GBM细胞凋亡，从而增强其耐药性，这一特性可通过外泌体的方式向非耐药细胞传递。. 本研究以人GBM组织标本及GBM细胞系为研究对象，综合运用多种技术手段检测耐药GBM细胞miR-1246水平及其对替莫唑胺耐药性的影响。研究结果显示：（1）复发（耐药）的GBM患者组织及对替莫唑胺耐药的GBM细胞系所分泌的外泌体中miR-1246水平显著升高；（2）上调GBM细胞中miR-1246水平，利用细胞实验及动物在体成瘤实验发现肿瘤生长加快及细胞耐药性增强，而抑制miR-1246可增强GBM细胞的化疗敏感性。（3）通过细胞学实验证实，对替莫唑胺耐药的GBM细胞内质网应激通路被激活，但CHOP蛋白表达下降，且荧光素梅报告基因实验证实CHOP是miR-1246的靶基因。（4）通过向GBM细胞系中加入不同miR-1246水平的外泌体，发现外泌体 miR-1246 抑制摄入GBM细胞的CHOP蛋白表达，并促进细胞对替莫唑胺的耐药性。. 本项目解释了GBM细胞通过维持慢性内质网应激状态获得耐药性却逃避其诱导的细胞凋亡的重要机制，即：miR-1246通过靶向结合CHOP蛋白mRNA的3’UTR区抑制其表达来特异性地阻断内质网应激诱导的凋亡通路，从而促进GBM利用其他UPR通路对耐药基因的转录活性而获得耐药性。并且耐药GBM细胞能够通过外泌体的方式转运miR-1246而向非耐药细胞传递这一特性。通过以上研究，证实将miR-1246作为GBM治疗靶点的有效性和可行性，为进一步提高GBM的临床疗效和患者预后提供新的治疗策略。