外泌体转运miR-449a靶向调控GABRA3在骨癌痛发生中的作用及机制研究

Bone cancer pain is the most common symptom of bone metastasis and seriously affects the quality of life of patients. However, the present molecular mechanism for the occurrence and maintenance of bone cancer pain has not been fully illuminated. MiR-449a was the specific miRNA that significantly higher expressed in the exosome of MRMT-1 and Lewis cells. Software analysis and preliminary experiments demonstrated that GABRA3 receptor was the target gene of miR-449a; further, GABRA3 receptor inhibition was an important mechanism of hyperalgesia in bone cancer pain, all of which indicated bone cancer pain hyperalgesia may be induced by EXO miR-449a target regulating of GABRA3 receptor expression. Our study will observe the effect of EXO miR-449a expression on bone cancer pain in rats; explore the underlying mechanism of miR-449a targeted GABRA3 receptor expression in hyperalgesia in vitro; as well as assess the role of "EXO miR-449a-GABRA3" regulation in other types of cancer pain in rats. Until recently, there has no report regarding the mechanism of pain regulation via EXO miR-449a targeted GABRA3 receptor expression. Thus, this study will provide a promising theory and potential intervention targets for bone cancer pain.

骨癌痛是肿瘤骨转移时最常见症状，严重影响患者生活质量。然而，目前对骨癌痛发生和维持的分子机制尚未完全阐明。我们在前期研究中发现乳腺癌细胞和肺癌细胞分泌外泌体(Exosome)中miR-449a表达水平明显升高，且体外背根神经节(DRG)神经元细胞能够摄取上述exosome。生物信息学分析和荧光素酶报告实验证实GABRA3为miR-449a的靶基因，而GABRA3表达下调是癌痛产生的重要机制之一。以上线索提示：肿瘤细胞可能通过其分泌的exosome中转运的miR-449a靶向调控GABRA3的表达从而参与骨癌痛的产生与维持。本研究拟在细胞和动物水平研究肿瘤细胞exosome转运miR-449a(EXO miR-449a)对骨癌痛产生和维持的影响，阐明EXO miR-449a抑制GABRA3表达而导致骨癌痛的分子机制。本项目的预期研究成果可能为骨癌痛防治提供新的线索和干预靶标。

肺癌是最具侵袭性的肿瘤之一，骨是肺癌最常见的转移部位。高达40% 的晚期肺癌患者有骨转移，这是疼痛和残疾的主要来源。骨转移患者有严重的癌性骨痛(CIBP)，脊髓压迫、贫血、高钙血症或其他神经压迫症状，严重影响患者的生活质量，降低生存率。CIBP不仅表现为持续性钝痛，还常伴有难以忍受的爆发性疼痛。目前，CIBP 缺乏有效的治疗方法。虽然阿片类药物在CIBP 中已被广泛使用，但不能完全控制疼痛，部分患者不能耐受阿片类药物剂量相关的副作用。因此，迫切需要研究CIBP 的潜在分子机制并开发新的具有良好的疗效和低副作用治疗方法。外泌体是由细胞主动分泌的，通常呈杯状，可被不同细胞释放，如树突细胞、上皮细胞、肥大细胞、成纤维细胞和肿瘤细胞等。外泌体可以在外周血、尿液、唾液、脑脊液、关节液和其他部位中检测到，在许多生理和病理过程，如免疫监测、炎症和癌症发展等。肿瘤细胞可以主动分泌外泌体，携带脂质、蛋白质、mRNA、微小RNA 和DNA，参与细胞通讯、细胞迁移、血管生成、肿瘤细胞生长和耐药性等。外泌体是miRNA 细胞间转移的载体，使miRNA 在转移过程中避免降解，促进靶细胞有效吸收。已在来自不同肿瘤细胞的外泌体中检测到多种miRNA，因此外泌体携带的miRNA 在肿瘤微环境的可能功能也逐渐受到关注。本研究注射了来自非小细胞肺癌的外泌体进入裸鼠CIBP 模型，发现它们发展了机械性痛觉过敏。因此，了解肿瘤来源的外泌体的作用和功能对于理解癌性骨痛（CIBP）很重要。我们构建人肺癌CIBP 模型，并使用这些模型来研究人肺癌导致的CIBP 的可能机制。本研究结果表明来自非小细胞肺癌细胞的外泌体中let-7d-5p 通过靶向OPRM1，促进CIBP 的发展。将来通过进一步的临床前和临床研究，有望在临床上开发一种新的潜在疗法，帮助有效地提高CIBP 患者的功能状态和生活质量。