Các vi bào tiết ra từ đại thực bào chuyển giao các microRNA thúc đẩy sự xâm nhập vào tế bào ung thư vú

Molecular Cancer - Tập 10 Số 1 - 2011
Mei Yang1,2, Jingqi Chen3, Fang Su4, Bin Yu2, Fengxi Su3, Ling Lin1,5, Yujie Liu3, Jian‐Dong Huang2, Erwei Song3
1Breast Tumor Center, Sun-Yat-Sen Memorial Hospital, Sun-Yat-Sen University, Guangzhou, China
2Department of Biochemistry, University of Hong Kong, Pokfulam, China
3Breast Tumor Center, Sun Yat-sen Memorial Hospital, Sun Yat-sen University, Guangzhou, China
4LIN BAI-XIN Research Center of Medicine, Sun-Yat-Sen Memorial Hospital, Sun-Yat-Sen University, Guangzhou, China
5Department of Rheumatology, The First Affiliated Hospital, Shantou University Medical College, Shantou city, Guangdong, China

Tóm tắt

Tóm tắt Đặt vấn đề Các đại thực bào liên quan đến khối u (TAMs) là những tế bào được kích hoạt theo cách thay thế được tạo ra bởi các tế bào T CD4+ phát hành interleukin-4 (IL-4). TAMs thúc đẩy sự xâm nhập và di căn của ung thư vú; tuy nhiên, các cơ chế dẫn dắt sự tương tác giữa đại thực bào và tế bào khối u dẫn đến sự di căn ung thư vẫn chưa rõ ràng. Các nghiên cứu trước đây đã phát hiện ra rằng các microRNA (miRNA) lưu hành trong máu ngoại vi và đã xác định được các vi bào, hay exosome, là các tác nhân trung gian cho sự giao tiếp giữa các tế bào. Do đó, một cơ chế thay thế cho việc thúc đẩy sự xâm nhập của tế bào ung thư vú bởi TAMs có thể thông qua việc phát hành exosome từ đại thực bào, mà sẽ chuyển giao các miRNA thúc đẩy sự xâm nhập vào các tế bào ung thư vú. Kết quả Chúng tôi đã sử dụng một hệ thống đồng nuôi cấy với các đại thực bào được kích hoạt bởi IL-4 và các tế bào ung thư vú để xác minh rằng các miRNA được chuyển giao từ đại thực bào đến các tế bào ung thư vú. Sự di chuyển của các miRNA ngoại lai được đánh dấu huỳnh quang từ các đại thực bào được kích hoạt bởi IL-4 đến các tế bào ung thư vú được đồng nuôi cấy mà không có sự tiếp xúc trực tiếp giữa các tế bào đã được quan sát. miR-223, một miRNA đặc hiệu cho các đại thực bào được kích hoạt bởi IL-4, đã được phát hiện bên trong các exosome do đại thực bào phát hành và tăng đáng kể ở các tế bào SKBR3 và MDA-MB-231 được đồng nuôi cấy. Khả năng xâm nhập của các tế bào ung thư vú được đồng nuôi cấy giảm khi các đại thực bào được kích hoạt bởi IL-4 được điều trị bằng một oligonucleotide đối kháng miR-223 (ASO) sẽ ức chế sự biểu hiện miR-223. Hơn nữa, kết quả từ một thử nghiệm chức năng đã tiết lộ rằng miR-223 thúc đẩy sự xâm nhập của các tế bào ung thư vú thông qua con đường Mef2c-β-catenin. Kết luận Chúng tôi kết luận rằng các đại thực bào điều tiết khả năng xâm nhập của các tế bào ung thư vú thông qua việc phát hành exosome trung gian các miRNA gây sinh ung thư. Dữ liệu của chúng tôi cung cấp cái nhìn sâu sắc về cơ chế dẫn dắt các tương tác thúc đẩy di căn giữa các đại thực bào và tế bào ung thư vú.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Lin EY, Pollard JW: Tumor-associated macrophages press the angiogenic switch in breast cancer. Cancer Res. 2007, 67: 5064-5066. 10.1158/0008-5472.CAN-07-0912

Leek RD, Lewis CE, Whitehouse R, Greenall M, Clarke J, Harris AL: Association of macrophage infiltration with angiogenesis and prognosis in invasive breast carcinoma. Cancer Res. 1996, 56: 4625-4629.

Allavena P, Sica A, Solinas G, Porta C, Mantovani A: The inflammatory micro-environment in tumor progression: the role of tumor-associated macrophages. Crit Rev Oncol Hematol. 2008, 66: 1-9. 10.1016/j.critrevonc.2007.07.004

O'Brien J, Schedin P: Macrophages in breast cancer: do involution macrophages account for the poor prognosis of pregnancy-associated breast cancer?. J Mammary Gland Biol Neoplasia. 2009, 14: 145-157. 10.1007/s10911-009-9118-8

Martinez FO, Sica A, Mantovani A, Locati M: Macrophage activation and polarization. Front Biosci. 2008, 13: 453-461. 10.2741/2692

Luo Y, Zhou H, Krueger J, Kaplan C, Lee SH, Dolman C, Markowitz D, Wu W, Liu C, Reisfeld RA, Xiang R: Targeting tumor-associated macrophages as a novel strategy against breast cancer. J Clin Invest. 2006, 116: 2132-2141. 10.1172/JCI27648

Bingle L, Brown NJ, Lewis CE: The role of tumour-associated macrophages in tumour progression: implications for new anticancer therapies. J Pathol. 2002, 196: 254-265. 10.1002/path.1027

Lin EY, Gouon-Evans V, Nguyen AV, Pollard JW: The macrophage growth factor CSF-1 in mammary gland development and tumor progression. J Mammary Gland Biol Neoplasia. 2002, 7: 147-162. 10.1023/A:1020399802795

Pollard JW: Tumour-educated macrophages promote tumour progression and metastasis. Nat Rev Cancer. 2004, 4: 71-78. 10.1038/nrc1256

Joyce JA, Pollard JW: Microenvironmental regulation of metastasis. Nat Rev Cancer. 2009, 9: 239-252. 10.1038/nrc2618

Joimel U, Gest C, Soria J, Pritchard LL, Alexandre J, Laurent M, Blot E, Cazin L, Vannier JP, Varin R: Stimulation of angiogenesis resulting from cooperation between macrophages and MDA-MB-231 breast cancer cells: proposed molecular mechanism and effect of tetrathiomolybdate. BMC Cancer. 10: 375-

Luo YP, Zhou H, Krueger J, Kaplan C, Liao D, Markowitz D, Liu C, Chen T, Chuang TH, Xiang R, Reisfeld RA: The role of proto-oncogene Fra-1 in remodeling the tumor microenvironment in support of breast tumor cell invasion and progression. Oncogene. 29: 662-673.

Ratajczak J, Wysoczynski M, Hayek F, Janowska-Wieczorek A, Ratajczak MZ: Membrane-derived microvesicles: important and underappreciated mediators of cell-to-cell communication. Leukemia. 2006, 20: 1487-1495. 10.1038/sj.leu.2404296

Camussi G, Deregibus MC, Bruno S, Cantaluppi V, Biancone L: Exosomes/microvesicles as a mechanism of cell-to-cell communication. Kidney Int. 78: 838-848.

Vallhov H, Gutzeit C, Johansson SM, Nagy N, Paul M, Li Q, Friend S, George TC, Klein E, Scheynius A, Gabrielsson S: Exosomes Containing Glycoprotein 350 Released by EBV-Transformed B Cells Selectively Target B Cells through CD21 and Block EBV Infection In Vitro. J Immunol. 2011, 186 (1): 73-82. 10.4049/jimmunol.1001145

Valadi H, Ekstrom K, Bossios A, Sjostrand M, Lee JJ, Lotvall JO: Exosome-mediated transfer of mRNAs and microRNAs is a novel mechanism of genetic exchange between cells. Nat Cell Biol. 2007, 9: 654-659. 10.1038/ncb1596

Ohshima K, Inoue K, Fujiwara A, Hatakeyama K, Kanto K, Watanabe Y, Muramatsu K, Fukuda Y, Ogura S, Yamaguchi K, Mochizuki T: Let-7 microRNA family is selectively secreted into the extracellular environment via exosomes in a metastatic gastric cancer cell line. PLoS One. 5: e13247-

Gourzones C, Gelin A, Bombik I, Klibi J, Verillaud B, Guigay J, Lang P, Temam S, Schneider V, Amiel C: Extra-cellular release and blood diffusion of BART viral micro-RNAs produced by EBV-infected nasopharyngeal carcinoma cells. Virol J. 7: 271-

Luo SS, Ishibashi O, Ishikawa G, Ishikawa T, Katayama A, Mishima T, Takizawa T, Shigihara T, Goto T, Izumi A: Human villous trophoblasts express and secrete placenta-specific microRNAs into maternal circulation via exosomes. Biol Reprod. 2009, 81: 717-729. 10.1095/biolreprod.108.075481

Ambros V: The functions of animal microRNAs. Nature. 2004, 431: 350-355. 10.1038/nature02871

Fazi F, Rosa A, Fatica A, Gelmetti V, De Marchis ML, Nervi C, Bozzoni I: A minicircuitry comprised of microRNA-223 and transcription factors NFI-A and C/EBPalpha regulates human granulopoiesis. Cell. 2005, 123: 819-831. 10.1016/j.cell.2005.09.023

Shingara J, Keiger K, Shelton J, Laosinchai-Wolf W, Powers P, Conrad R, Brown D, Labourier E: An optimized isolation and labeling platform for accurate microRNA expression profiling. Rna. 2005, 11: 1461-1470. 10.1261/rna.2610405

Liu B, Wang J, Chan KM, Tjia WM, Deng W, Guan X, Huang JD, Li KM, Chau PY, Chen DJ: Genomic instability in laminopathy-based premature aging. Nature medicine. 2005, 11: 780-785. 10.1038/nm1266

Palanisamy V, Sharma S, Deshpande A, Zhou H, Gimzewski J, Wong DT: Nanostructural and transcriptomic analyses of human saliva derived exosomes. PLoS One. 2010, 5: e8577- 10.1371/journal.pone.0008577

DeNardo DG, Barreto JB, Andreu P, Vasquez L, Tawfik D, Kolhatkar N, Coussens LM: CD4(+) T cells regulate pulmonary metastasis of mammary carcinomas by enhancing protumor properties of macrophages. Cancer cell. 2009, 16: 91-102. 10.1016/j.ccr.2009.06.018

Gottardo F, Liu CG, Ferracin M, Calin GA, Fassan M, Bassi P, Sevignani C, Byrne D, Negrini M, Pagano F: Micro-RNA profiling in kidney and bladder cancers. Urol Oncol. 2007, 25: 387-392. 10.1016/j.urolonc.2007.01.019

Xu J, Wu C, Che X, Wang L, Yu D, Zhang T, Huang L, Li H, Tan W, Wang C, Lin D: Circulating MicroRNAs, miR-21, miR-122, and miR-223, in patients with hepatocellular carcinoma or chronic hepatitis. Mol Carcinog. 50: 136-142.

Johnnidis JB, Harris MH, Wheeler RT, Stehling-Sun S, Lam MH, Kirak O, Brummelkamp TR, Fleming MD, Camargo FD: Regulation of progenitor cell proliferation and granulocyte function by microRNA-223. Nature. 2008, 451: 1125-1129. 10.1038/nature06607

Vanpoucke G, Goossens S, De Craene B, Gilbert B, van Roy F, Berx G: GATA-4 and MEF2C transcription factors control the tissue-specific expression of the alphaT-catenin gene CTNNA3. Nucleic Acids Res. 2004, 32: 4155-4165. 10.1093/nar/gkh727

Janssens B, Goossens S, Staes K, Gilbert B, van Hengel J, Colpaert C, Bruyneel E, Mareel M, van Roy F: alphaT-catenin: a novel tissue-specific beta-catenin-binding protein mediating strong cell-cell adhesion. J Cell Sci. 2001, 114: 3177-3188.

Yan LX, Huang XF, Shao Q, Huang MY, Deng L, Wu QL, Zeng YX, Shao JY: MicroRNA miR-21 overexpression in human breast cancer is associated with advanced clinical stage, lymph node metastasis and patient poor prognosis. Rna. 2008, 14: 2348-2360. 10.1261/rna.1034808

Taylor DD, Gercel-Taylor C: MicroRNA signatures of tumor-derived exosomes as diagnostic biomarkers of ovarian cancer. Gynecol Oncol. 2008, 110: 13-21. 10.1016/j.ygyno.2008.04.033

Rosell R, Wei J, Taron M: Circulating MicroRNA Signatures of Tumor-Derived Exosomes for Early Diagnosis of Non-Small-Cell Lung Cancer. Clin Lung Cancer. 2009, 10: 8-9. 10.3816/CLC.2009.n.001

Mitchell PS, Parkin RK, Kroh EM, Fritz BR, Wyman SK, Pogosova-Agadjanyan EL, Peterson A, Noteboom J, O'Briant KC, Allen A: Circulating microRNAs as stable blood-based markers for cancer detection. Proc Natl Acad Sci USA. 2008, 105: 10513-10518. 10.1073/pnas.0804549105

Blanchard N, Lankar D, Faure F, Regnault A, Dumont C, Raposo G, Hivroz C: TCR activation of human T cells induces the production of exosomes bearing the TCR/CD3/zeta complex. J Immunol. 2002, 168: 3235-3241.

Raposo G, Nijman HW, Stoorvogel W, Liejendekker R, Harding CV, Melief CJ, Geuze HJ: B lymphocytes secrete antigen-presenting vesicles. J Exp Med. 1996, 183: 1161-1172. 10.1084/jem.183.3.1161

Thery C, Regnault A, Garin J, Wolfers J, Zitvogel L, Ricciardi-Castagnoli P, Raposo G, Amigorena S: Molecular characterization of dendritic cell-derived exosomes. Selective accumulation of the heat shock protein hsc73. J Cell Biol. 1999, 147: 599-610. 10.1083/jcb.147.3.599

Mears R, Craven RA, Hanrahan S, Totty N, Upton C, Young SL, Patel P, Selby PJ, Banks RE: Proteomic analysis of melanoma-derived exosomes by two-dimensional polyacrylamide gel electrophoresis and mass spectrometry. Proteomics. 2004, 4: 4019-4031. 10.1002/pmic.200400876

O'Neill HC, Quah BJ: Exosomes secreted by bacterially infected macrophages are proinflammatory. Sci Signal. 2008, 1: pe8- 10.1126/stke.16pe8

Denzer K, Kleijmeer MJ, Heijnen HF, Stoorvogel W, Geuze HJ: Exosome: from internal vesicle of the multivesicular body to intercellular signaling device. J Cell Sci. 2000, 113 (Pt 19): 3365-3374.

Huber V, Filipazzi P, Iero M, Fais S, Rivoltini L: More insights into the immunosuppressive potential of tumor exosomes. J Transl Med. 2008, 6: 63- 10.1186/1479-5876-6-63

Xiang X, Poliakov A, Liu C, Liu Y, Deng ZB, Wang J, Cheng Z, Shah SV, Wang GJ, Zhang L: Induction of myeloid-derived suppressor cells by tumor exosomes. Int J Cancer. 2009, 124: 2621-2633. 10.1002/ijc.24249

Solinas G, Marchesi F, Garlanda C, Mantovani A, Allavena P: Inflammation-mediated promotion of invasion and metastasis. Cancer Metastasis Rev. 29: 243-248.

Esser J, Gehrmann U, D'Alexandri FL, Hidalgo-Estevez AM, Wheelock CE, Scheynius A, Gabrielsson S, Radmark O: Exosomes from human macrophages and dendritic cells contain enzymes for leukotriene biosynthesis and promote granulocyte migration. J Allergy Clin Immunol. 126: 1032-1040. 1040 e1031-1034

Wang HW, Joyce JA: Alternative activation of tumor-associated macrophages by IL-4: priming for protumoral functions. Cell cycle. 2010, 9: 4824-4835. 10.4161/cc.9.24.14322

Loke P, Nair MG, Parkinson J, Guiliano D, Blaxter M, Allen JE: IL-4 dependent alternatively-activated macrophages have a distinctive in vivo gene expression phenotype. BMC immunology. 2002, 3: 7- 10.1186/1471-2172-3-7

Cao B, Guo Z, Zhu Y, Xu W: The potential role of PDGF, IGF-1, TGF-beta expression in idiopathic pulmonary fibrosis. Chinese medical journal. 2000, 113: 776-782.

Thông tin
Thông tin xuất bản

Molecular Cancer

Tập 10 Số 1

Thông tin tác giả