徐州医科大学附属医院神经外科的Er Nie和江苏省人民医院神经外科的尤永平等,应用western blotting和免疫荧光检测KSRP的分布,并用芯片分析比较TGF-β1处理和未处理细胞之间长链非编码RNA的差异,进一步用RNA免疫共沉淀验证RNA与KSRP的关系;并在原位和皮下移植瘤小鼠模型中验证TGF-β1在替莫唑胺耐药的作用。结果发表于2021年3月《Neuro-Oncology》杂志。
——摘自文章章节
【Ref: Nie E, et al. Neuro Oncol. 2021 Mar 25;23(3):435-446. doi: 10.1093/neuonc/noaa198.】
研究背景
替莫唑胺(Temozolomide,TMZ)是治疗胶质母细胞瘤(glioblastoma multiforme,GBM)的一线化疗药物。然而,40%左右的胶质瘤患者表现为TMZ耐药,目前认为甲基鸟嘌呤-DNA甲基转移酶(methylguanine DNA methyltransferase,MGMT)的表达是最重要的耐药机制。MGMT通过去除TMZ诱导的O6-甲基鸟嘌呤中的甲基,逆转DNA烷基化;MGMT表达水平较低的患者TMZ化疗效果明显。多种因素参与MGMT表达的调控,miR-198起源于卵泡抑素样1(FSTL1)基因的非编码区,miR-198上调通过与MGMT的3’-UTR结合增强TMZ敏感性,降低细胞MGMT水平。选择性剪接的FSTL1 mRNA可产生药物敏感的miR-198或耐药的FSTL1蛋白;然而,调节这种剪接移位的机制尚不清楚。
细胞质和细胞核中的K同源剪接调节蛋白(K-homology splicing regulatory protein,KSRP)也称为KHSRP,是含腺苷酸-尿苷酸(AU)富集元件(ARE)mRNA的重要负性调控因子。在细胞质中,KSRP通过与ARE区特异性结合促进RNA降解。在细胞核中,KSRP与原代miR结合,促进miR成熟。KSRP通过与其3’-UTR结合,剪切FSTL1 mRNA生成miR-198。此外,TGF-β1通过抑制KSRP的表达来抑制miR-198。在恶性胶质瘤中,TGF-β1广泛表达,TGF-β1活性高的GBM患者预后较差。然而,TGF-β1在TMZ耐药中的作用仍不清楚。
徐州医科大学附属医院神经外科的Er Nie和江苏省人民医院神经外科的尤永平等,应用western blotting和免疫荧光检测KSRP的分布,并用芯片分析比较TGF-β1处理和未处理细胞之间长链非编码RNA(lncRNA)的差异,进一步用RNA免疫共沉淀验证RNA与KSRP的关系;并在原位和皮下移植瘤小鼠模型中验证TGF-β1在替莫唑胺耐药的作用。结果发表于2021年3月《Neuro-Oncology》杂志。
研究结果
该项研究结果发现,TGF-β1过表达有助于MGMT启动子低甲基化GBM细胞对TMZ的耐药,TGF-β1可通过抑制miR-198表达降低MGMT水平,而TGF-β1上调不影响KSRP表达。研究者鉴定2个lncRNA(H19和HOXD-AS2),它们通过Smad信号通路上调TGF-β1。H19和HOXD-AS2与KSRP的竞争性结合,阻止KSRP与初级miR-198结合,从而降低miR-198的表达。HOXD-AS2或H19上调强烈促进TMZ耐药和MGMT表达。而且,KSRP缺失消除TGF-β1和lncRNA对miR-198和MGMT的影响。最后,研究发现TGF-β1或lncRNA低水平患者可从TMZ化疗中获益。
结论
最后作者指出,在MGMT启动子低甲基化的GBM中,TGF-β1与TMZ耐药有关。TGF-β1可上调导致长链非编码RNA(lncRNA)表达,与KSRP竞争性结合,阻止KSRP参与miR-198开关,从而降低miR-198水平,增加MGMT的表达。该研究揭示TGF-β1导致替莫唑胺耐药的潜在机制,TGF-β1可降低miR-198水平和增加MGMT积累,是TMZ耐药的机制,由此可能成为靶向GBM,克服TMZ耐药的有效目标。