Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Biểu hiện miR-17-92 trong các tế bào T đã phân hoá - ý nghĩa đối với liệu pháp miễn dịch ung thư
Tóm tắt
Tế bào T loại 1 đóng vai trò quan trọng trong các phản ứng miễn dịch chống khối u hiệu quả. Các microRNA (miRs) mới được phát hiện là một gia đình lớn các RNA điều tiết nhỏ kiểm soát nhiều khía cạnh khác nhau của chức năng tế bào, bao gồm điều tiết miễn dịch. Chúng tôi đã xác định các miR được điều tiết khác nhau giữa các tế bào T loại 1 và loại 2, và xác định cách thức điều chỉnh biểu hiện của các miR này. Chúng tôi đã tiến hành phân tích vi mạch miR trên các tế bào T hỗ trợ loại 1 (Th1) và loại 2 (Th2) tách biệt từ chuột để xác định các miR có biểu hiện khác biệt. Chúng tôi đã sử dụng phương pháp RT-PCR định lượng để xác nhận mức độ biểu hiện khác biệt. Chúng tôi cũng đã sử dụng WST-1, ELISA và cytofluorometry để đánh giá sự sống sót, chức năng và kiểu hình của các tế bào. Chúng tôi đã sử dụng chuột transgenic cho các miR đã xác định để xác định tác động sinh học của biểu hiện miR-17-92 trong các tế bào T. Các phân tích vi mạch miR ban đầu của chúng tôi đã tiết lộ rằng cụm miR-17-92 là một trong những miR được biểu hiện quá mức một cách đáng kể nhất trong các tế bào Th1 của chuột so với các tế bào Th2. RT-PCR đã xác nhận biểu hiện của cụm miR-17-92 luôn cao hơn trong các tế bào Th1 so với Th2. Việc cắt đứt tín hiệu IL-4 thông qua kháng thể trung hòa IL-4 hoặc loại bỏ hoạt chất truyền tín hiệu và hoạt hóa phiên mã (STAT)6 đã đảo ngược sự ức chế cụm miR-17-92 trong các tế bào Th2. Hơn nữa, các tế bào T từ chuột mang khối u và bệnh nhân glioma có mức độ miR-17-92 giảm so với các tế bào từ đối chứng không mang khối u. Các tế bào CD4+ T từ chuột transgenic biểu hiện miR-17-92 cho thấy kiểu hình loại 1 vượt trội với sản xuất IFN-γ và biểu hiện kháng nguyên rất muộn (VLA)-4 cao hơn so với các tế bào từ chuột loại hoang dã. Các tế bào T Jurkat của người với mức độ các thành viên cụm miR-17-92 tăng lên cho thấy sản xuất IL-2 cao hơn và khả năng kháng chết tế bào do kích hoạt (AICD) tốt hơn. Môi trường vi mô khối u nghiêng về loại 2 kích thích việc giảm biểu hiện miR-17-92 trong các tế bào T, do đó làm giảm sự bền vững của các tế bào T đặc hiệu khối u và kiểm soát khối u. Kỹ thuật chỉnh sửa gene tế bào T để biểu hiện miR-17-92 có thể đại diện cho một phương pháp đầy hứa hẹn cho liệu pháp miễn dịch ung thư.
Từ khóa
#micro RNA #tế bào T #miễn dịch ung thư #miR-17-92 #tế bào T hỗ trợ #khối u.Tài liệu tham khảo
Nishimura F, Dusak JE, Eguchi J, Zhu X, Gambotto A, Storkus WJ, Okada H: Adoptive transfer of Type 1 CTL mediates effective anti-central nervous system tumor response: critical roles of IFN-inducible protein-10. Cancer Res. 2006, 66: 4478-4487. 10.1158/0008-5472.CAN-05-3825.
Fujita M, Zhu X, Sasaki K, Ueda R, Low KL, Pollack IF, Okada H: Inhibition of STAT3 promotes the efficacy of adoptive transfer therapy using type-1 CTLs by modulation of the immunological microenvironment in a murine intracranial glioma. J Immunol. 2008, 180: 2089-2098.
Fujita M, Zhu X, Ueda R, Sasaki K, Kohanbash G, Kastenhuber ER, McDonald HA, Gibson GA, Watkins SC, Muthuswamy R: Effective Immunotherapy against Murine Gliomas Using Type 1 Polarizing Dendritic Cells--Significant Roles of CXCL10. Cancer Res. 2009, 69: 1587-1595. 10.1158/0008-5472.CAN-08-2915.
Sasaki K, Zhao X, Pardee AD, Ueda R, Fujita M, Sehra S, Kaplan MH, Kane LP, Okada H, Storkus WJ: Stat6 signaling suppresses VLA-4 expression by CD8+ T cells and limits their ability to infiltrate tumor lesions in vivo. The Journal of Immunology. 2008, 181: 104-108.
Sasaki K, Pardee AD, Okada H, Storkus WJ: IL-4 inhibits VLA-4 expression on Tc1 cells resulting in poor tumor infiltration and reduced therapy benefit. Eur J Immunol. 2008, 38: 2865-2873. 10.1002/eji.200838334.
Zhu X, Nishimura F, Sasaki K, Fujita M, Dusak JE, Eguchi J, Fellows-Mayle W, Storkus WJ, Walker PR, Salazar AM, Okada H: Toll like receptor-3 ligand poly-ICLC promotes the efficacy of peripheral vaccinations with tumor antigen-derived peptide epitopes in murine CNS tumor models. J Transl Med. 2007, 5: 10-10.1186/1479-5876-5-10.
Sasaki K, Zhu X, Vasquez C, Nishimura F, Dusak JE, Huang J, Fujita M, Wesa A, Potter DM, Walker PR: Preferential expression of very late antigen-4 on type 1 CTL cells plays a critical role in trafficking into central nervous system tumors. Cancer Res. 2007, 67: 6451-6458. 10.1158/0008-5472.CAN-06-3280.
Roussel E, Gingras MC, Grimm EA, Bruner JM, Moser RP: Predominance of a type 2 intratumoural immune response in fresh tumour-infiltrating lymphocytes from human gliomas. Clin Exp Immunol. 1996, 105: 344-352. 10.1046/j.1365-2249.1996.d01-753.x.
Weller M, Fontana A: The failure of current immunotherapy for malignant glioma. Tumor-derived TGF-beta, T-cell apoptosis, and the immune privilege of the brain. Brain Res. 1995, 21: 128-151. 10.1016/0165-0173(95)00010-0.
Nitta T, Hishii M, Sato K, Okumura K: Selective expression of interleukin-10 gene within glioblastoma multiforme. Brain Res. 1994, 649: 122-128. 10.1016/0006-8993(94)91055-3.
Jarnicki AG, Lysaght J, Todryk S, Mills KHG: Suppression of Antitumor Immunity by IL-10 and TGF-beta-Producing T Cells Infiltrating the Growing Tumor: Influence of Tumor Environment on the Induction of CD4+ and CD8+ Regulatory T Cells. J Immunol. 2006, 177: 896-904.
Prokopchuk O, Liu Y, Henne-Bruns D, Kornmann M: Interleukin-4 enhances proliferation of human pancreatic cancer cells: evidence for autocrine and paracrine actions. Br J Cancer. 2005, 92: 921-928. 10.1038/sj.bjc.6602416.
Seo N, Hayakawa S, Takigawa M, Tokura Y: Interleukin-10 expressed at early tumour sites induces subsequent generation of CD4+ T-regulatory cells and systemic collapse of antitumour immunity. Immunology. 2001, 103: 449-457. 10.1046/j.1365-2567.2001.01279.x.
Hammond SM: RNAi, microRNAs, and human disease. Cancer Chemother Pharmacol. 2006, 58 (Suppl 1): s63-68. 10.1007/s00280-006-0318-2.
Elmen J, Lindow M, Schutz S, Lawrence M, Petri A, Obad S, Lindholm M, Hedtjarn M, Hansen HF, Berger U: LNA-mediated microRNA silencing in non-human primates. Nature. 2008, 452: 896-899. 10.1038/nature06783.
Cheng AM, Byrom MW, Shelton J, Ford LP: Antisense inhibition of human miRNAs and indications for an involvement of miRNA in cell growth and apoptosis. Nucleic Acids Res. 2005, 33: 1290-1297. 10.1093/nar/gki200.
Xu P, Guo M, Hay BA: MicroRNAs and the regulation of cell death. Trends Genet. 2004, 20: 617-624. 10.1016/j.tig.2004.09.010.
Karp X, Ambros V: Developmental biology. Encountering microRNAs in cell fate signaling. Science. 2005, 310: 1288-1289. 10.1126/science.1121566.
Chen CZ, Li L, Lodish HF, Bartel DP: MicroRNAs modulate hematopoietic lineage differentiation. Science. 2004, 303: 83-86. 10.1126/science.1091903.
Poy MN, Eliasson L, Krutzfeldt J, Kuwajima S, Ma X, Macdonald PE, Pfeffer S, Tuschl T, Rajewsky N, Rorsman P, Stoffel M: A pancreatic islet-specific microRNA regulates insulin secretion. Nature. 2004, 432: 226-230. 10.1038/nature03076.
Thai TH, Calado DP, Casola S, Ansel KM, Xiao C, Xue Y, Murphy A, Frendewey D, Valenzuela D, Kutok JL: Regulation of the germinal center response by microRNA-155. Science. 2007, 316: 604-608. 10.1126/science.1141229.
O'Connell RM, Taganov KD, Boldin MP, Cheng G, Baltimore D: MicroRNA-155 is induced during the macrophage inflammatory response. Proc Natl Acad Sci USA. 2007, 104: 1604-1609. 10.1073/pnas.0610731104.
Ueda R, Kohanbash G, Sasaki K, Fujita M, Zhu X, Kastenhuber ER, McDonald HA, Potter DM, Hamilton RL, Lotze MT: Dicer-regulated microRNAs 222 and 339 promote resistance of cancer cells to cytotoxic T-lymphocytes by down-regulation of ICAM-1. Proc Natl Acad Sci USA. 2009, 106: 10746-10751. 10.1073/pnas.0811817106.
Xiao C, Srinivasan L, Calado DP, Patterson HC, Zhang B, Wang J, Henderson JM, Kutok JL, Rajewsky K: Lymphoproliferative disease and autoimmunity in mice with increased miR-17-92 expression in lymphocytes. Nat Immunol. 2008, 9: 405-414. 10.1038/ni1575.
Xiao C, Rajewsky K: MicroRNA control in the immune system: basic principles. Cell. 2009, 136: 26-36. 10.1016/j.cell.2008.12.027.
Tanzer A, Stadler PF: Molecular Evolution of a MicroRNA Cluster. Journal of Molecular Biology. 2004, 339: 327-335. 10.1016/j.jmb.2004.03.065.
He L, Thomson JM, Hemann MT, Hernando-Monge E, Mu D, Goodson S, Powers S, Cordon-Cardo C, Lowe SW, Hannon GJ, Hammond SM: A microRNA polycistron as a potential human oncogene. Nature. 2005, 435: 828-833. 10.1038/nature03552.
Hayashita Y, Osada H, Tatematsu Y, Yamada H, Yanagisawa K, Tomida S, Yatabe Y, Kawahara K, Sekido Y, Takahashi T: A Polycistronic MicroRNA Cluster, miR-17-92, Is Overexpressed in Human Lung Cancers and Enhances Cell Proliferation. Cancer Res. 2005, 65: 9628-9632. 10.1158/0008-5472.CAN-05-2352.
Matsubara H, Takeuchi T, Nishikawa E, Yanagisawa K, Hayashita Y, Ebi H, Yamada H, Suzuki M, Nagino M, Nimura Y: Apoptosis induction by antisense oligonucleotides against miR-17-5p and miR-20a in lung cancers overexpressing miR-17-92. Oncogene. 2007, 26: 6099-6105. 10.1038/sj.onc.1210425.
Lawrie CH: MicroRNA expression in lymphoma. Expert Opin Biol Ther. 2007, 7: 1363-1374. 10.1517/14712598.7.9.1363.
Rinaldi A, Poretti G, Kwee I, Zucca E, Catapano CV, Tibiletti MG, Bertoni F: Concomitant MYC and microRNA cluster miR-17-92 (C13orf25) amplification in human mantle cell lymphoma. Leuk Lymphoma. 2007, 48: 410-412. 10.1080/10428190601059738.
Ren J, Jin P, Wang E, Marincola F, Stroncek D: MicroRNA and gene expression patterns in the differentiation of human embryonic stem cells. Journal of Translational Medicine. 2009, 7: 20-10.1186/1479-5876-7-20.
Livak KJ, Schmittgen TD: Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2(-Delta Delta C(T)) Method. Methods. 2001, 25: 402-408. 10.1006/meth.2001.1262.
Mendell JT: miRiad roles for the miR-17-92 cluster in development and disease. Cell. 2008, 133: 217-222. 10.1016/j.cell.2008.04.001.
Eguchi J, Hiroishi K, Ishii S, Baba T, Matsumura T, Hiraide A, Okada H, Imawari M: Interleukin-4 gene transduced tumor cells promote a potent tumor-specific Th1-type response in cooperation with interferon-alpha transduction. Gene Ther. 2005, 12: 733-741. 10.1038/sj.gt.3302401.
Kennedy R, Celis E: Multiple roles for CD4+ T cells in anti-tumor immune responses. Immunological Reviews. 2008, 222: 129-144. 10.1111/j.1600-065X.2008.00616.x.
Brenner D, Krammer PH, Arnold Ri: Concepts of activated T cell death. Critical Reviews in Oncology/Hematology. 2008, 66: 52-64. 10.1016/j.critrevonc.2008.01.002.
Jiang T, Han Z, Chen S, Wu C, Tang Y, Qian C, Chen Y, Zhou Y, Zhu Y, Gu M: Resistance to activation-induced cell death and elevated FLIP(L) expression of CD4+ T cells in a polyI:C-induced primary biliary cirrhosis mouse model. Clin Exp Med. 2009
Woods K, Thomson JM, Hammond SM: Direct Regulation of an Oncogenic Micro-RNA Cluster by E2F Transcription Factors. J Biol Chem. 2007, 282: 2130-2134. 10.1074/jbc.C600252200.
Sylvestre Y, De Guire V, Querido E, Mukhopadhyay UK, Bourdeau V, Major F, Ferbeyre G, Chartrand P: An E2F/miR-20a Autoregulatory Feedback Loop. J Biol Chem. 2007, 282: 2135-2143. 10.1074/jbc.M608939200.
O'Donnell KA, Wentzel EA, Zeller KI, Dang CV, Mendell JT: c-Myc-regulated microRNAs modulate E2F1 expression. Nature. 2005, 435: 839-843. 10.1038/nature03677.
Brock M, Trenkmann M, Gay RE, Michel BA, Gay S, Fischler M, Ulrich S, Speich R, Huber LC: Interleukin-6 modulates the expression of the bone morphogenic protein receptor type II through a novel STAT3-microRNA cluster 17/92 pathway. Circ Res. 2009, 104: 1184-1191. 10.1161/CIRCRESAHA.109.197491.
Northcott PA, Fernandez LA, Hagan JP, Ellison DW, Grajkowska W, Gillespie Y, Grundy R, Van Meter T, Rutka JT, Croce CM: The miR-17/92 polycistron is up-regulated in sonic hedgehog-driven medulloblastomas and induced by N-myc in sonic hedgehog-treated cerebellar neural precursors. Cancer Res. 2009, 69: 3249-3255. 10.1158/0008-5472.CAN-08-4710.
Uziel T, Karginov FV, Xie S, Parker JS, Wang YD, Gajjar A, He L, Ellison D, Gilbertson RJ, Hannon G, Roussel MF: The miR-17~92 cluster collaborates with the Sonic Hedgehog pathway in medulloblastoma. Proc Natl Acad Sci USA. 2009, 106: 2812-2817. 10.1073/pnas.0809579106.
Sasaki K, Pardee AD, Qu Y, Zhao X, Ueda R, Kohanbash G, Bailey LM, Okada H, Muthuswamy R, Kalinski P: IL-4 Suppresses Very Late Antigen-4 Expression Which is Required for Therapeutic Th1 T-cell Trafficking Into Tumors. Journal of Immunotherapy. 2009, 32: 793-802. 10.1097/CJI.0b013e3181acec1e.
Ehi K, Ishigami S, Masamoto I, Uenosono Y, Natsugoe S, Arigami T, Arima H, Kijima Y, Yoshinaka H, Yanagita S: Analysis of T-helper type 1 and 2 cells and T-cytotoxic type 1 and 2 cells of sentinel lymph nodes in breast cancer. Oncol Rep. 2008, 19: 601-607.
Tatsumi T, Herrem CJ, Olson WC, Finke JH, Bukowski RM, Kinch MS, Ranieri E, Storkus WJ: Disease stage variation in CD4+ and CD8+ T-cell reactivity to the receptor tyrosine kinase EphA2 in patients with renal cell carcinoma. Cancer Res. 2003, 63: 4481-4489.
Inomata M, Tagawa H, Guo YM, Kameoka Y, Takahashi N, Sawada K: MicroRNA-17-92 down-regulates expression of distinct targets in different B-cell lymphoma subtypes. Blood. 2009, 113: 396-402. 10.1182/blood-2008-07-163907.
Dews M, Homayouni A, Yu D, Murphy D, Sevignani C, Wentzel E, Furth EE, Lee WM, Enders GH, Mendell JT, Thomas-Tikhonenko A: Augmentation of tumor angiogenesis by a Myc-activated microRNA cluster. Nat Genet. 2006, 38: 1060-1065. 10.1038/ng1855.
Volinia S, Calin GA, Liu C-G, Ambs S, Cimmino A, Petrocca F, Visone R, Iorio M, Roldo C, Ferracin M: A microRNA expression signature of human solid tumors defines cancer gene targets. Proc Natl Acad Sci USA. 2006, 103: 2257-2261. 10.1073/pnas.0510565103.
Taguchi A, Yanagisawa K, Tanaka M, Cao K, Matsuyama Y, Goto H, Takahashi T: Identification of hypoxia-inducible factor-1 alpha as a novel target for miR-17-92 microRNA cluster. Cancer Res. 2008, 68: 5540-5545. 10.1158/0008-5472.CAN-07-6460.
Sitkovsky M, Lukashev D: Regulation of immune cells by local-tissue oxygen tension: HIF1 alpha and adenosine receptors. Nat Rev Immunol. 2005, 5: 712-721. 10.1038/nri1685.
Semenza GL: Hypoxia-inducible factor 1: master regulator of O2 homeostasis. Current Opinion in Genetics & Development. 1998, 8: 588-594. 10.1016/S0959-437X(98)80016-6.
Cramer T, Yamanishi Y, Clausen BE, Förster I, Pawlinski R, Mackman N, Haase VH, Jaenisch R, Corr M, Nizet V: HIF-1α Is Essential for Myeloid Cell-Mediated Inflammation. 2003, 112: 645-657.
Brand K, Hermfisse U: Aerobic glycolysis by proliferating cells: a protective strategy against reactive oxygen species. FASEB J. 1997, 11: 388-395.
Neumann AK, Yang J, Biju MP, Joseph SK, Johnson RS, Haase VH, Freedman BD, Turka LA: Hypoxia inducible factor 1α regulates T cell receptor signal transduction. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2005, 102: 17071-17076. 10.1073/pnas.0506070102.
Eltzschig HK, Thompson LF, Karhausen J, Cotta RJ, Ibla JC, Robson SC, Colgan SP: Endogenous adenosine produced during hypoxia attenuates neutrophil accumulation: coordination by extracellular nucleotide metabolism. Blood. 2004, 104: 3986-3992. 10.1182/blood-2004-06-2066.
Kojima H, Gu H, Nomura S, Caldwell CC, Kobata T, Carmeliet P, Semenza GL, Sitkovsky MV: Abnormal B lymphocyte development and autoimmunity in hypoxia-inducible factor 1α-deficient chimeric mice. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2002, 99: 2170-2174. 10.1073/pnas.052706699.
Lukashev D, Klebanov B, Kojima H, Grinberg A, Ohta A, Berenfeld L, Wenger RH, Ohta A, Sitkovsky M: Cutting Edge: Hypoxia-Inducible Factor 1{alpha} and Its Activation-Inducible Short Isoform I.1 Negatively Regulate Functions of CD4+ and CD8+ T Lymphocytes. J Immunol. 2006, 177: 4962-4965.
Guo J, Lu W, Shimoda LA, Semenza GL, Georas SN: Enhanced interferon-gamma gene expression in T Cells and reduced ovalbumin-dependent lung eosinophilia in hypoxia-inducible factor-1-alpha-deficient mice. Int Arch Allergy Immunol. 2009, 149: 98-102. 10.1159/000189191.
Thiel M, Caldwell CC, Kreth S, Kuboki S, Chen P, Smith P, Ohta A, Lentsch AB, Lukashev D, Sitkovsky MV: Targeted deletion of HIF-1alpha gene in T cells prevents their inhibition in hypoxic inflamed tissues and improves septic mice survival. PLoS One. 2007, 2: e853-10.1371/journal.pone.0000853.
Nagai S, Hashimoto S, Yamashita T, Toyoda N, Satoh T, Suzuki T, Matsushima K: Comprehensive gene expression profile of human activated T(h)1- and T(h)2-polarized cells. Int Immunol. 2001, 13: 367-376. 10.1093/intimm/13.3.367.
Abraham RT, Weiss A: Jurkat T cells and development of the T-cell receptor signalling paradigm. Nat Rev Immunol. 2004, 4: 301-308. 10.1038/nri1330.
Ventura A, Young AG, Winslow MM, Lintault L, Meissner A, Erkeland SJ, Newman J, Bronson RT, Crowley D, Stone JR: Targeted deletion reveals essential and overlapping functions of the miR-17 through 92 family of miRNA clusters. Cell. 2008, 132: 875-886. 10.1016/j.cell.2008.02.019.
Morgan RA, Dudley ME, Wunderlich JR, Hughes MS, Yang JC, Sherry RM, Royal RE, Topalian SL, Kammula US, Restifo NP: Cancer Regression in Patients After Transfer of Genetically Engineered Lymphocytes. Science. 2006
Pule MA, Savoldo B, Myers GD, Rossig C, Russell HV, Dotti G, Huls MH, Liu E, Gee AP, Mei Z: Virus-specific T cells engineered to coexpress tumor-specific receptors: persistence and antitumor activity in individuals with neuroblastoma. Nat Med. 2008, 14: 1264-1270. 10.1038/nm.1882.