Chuyển giao với hệ thống vận chuyển hạt nanoparticle nhúng lncRNA-SLERCC làm giảm sự phát triển của khối u trong ung thư tế bào thận

Weipu Mao1,2, Keyi Wang1, Wentao Zhang1, Shuqiu Chen2, Jinbo Xie1, Zongtai Zheng1, Xue Li3, Ning Zhang4,5, Yuanyuan Zhang6, Haimin Zhang1, Bo Peng1, Xudong Yao1, Jianping Che1, Junhua Zheng7,8, Ming Chen2, Wei Li1,4
1Department of Urology, School of Medicine, Shanghai Tenth People’s Hospital, Tongji University, Shanghai, P. R. China
2Department of Urology, Affiliated Zhongda Hospital of Southeast University, Nanjing, P. R. China
3Department of Pathology, Beijing Chao-Yang Hospital, Capital Medical University, Beijing, P. R. China
4Department of Medical Oncology, Dana-Farber Cancer Institute, Harvard Medical School, Boston, USA
5The Affiliated Suqian First People’s Hospital of Nanjing Medical University, Suqian, China
6Institute for Regenerative Medicine, Wake Forest University, Winston-Salem, USA
7State Key Laboratory of Oncogenes and Related Genes, Department of Urology, School of Medicine, Renji Hospital, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai, P. R. China
8Department of Urology, School of Medicine, Renji Hospital, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai, P.R. China

Tóm tắt

Các bằng chứng ngày càng tăng xác nhận rằng RNA không mã hóa dài (lncRNAs) đóng vai trò điều tiết quan trọng trong sự tiến triển của ung thư tế bào thận (RCC). Tuy nhiên, việc áp dụng lncRNAs trong liệu pháp gen vẫn còn hạn chế. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã kiểm tra hiệu quả của một hệ thống vận chuyển bằng cách giới thiệu plasmid mã hóa lncRNA ức chế khối u SLERCC (SLERCC) vào tế bào RCC. Chúng tôi thực hiện hồ sơ biểu hiện lncRNAs trong các mô ung thư và bình thường kết hợp thông qua vi mạch và xác thực trong dữ liệu lâm sàng và tập dữ liệu TCGA của chúng tôi. Các hạt Plasmid-SLERCC@PDA@MUC12 (PSPM-NPs) đã được thử nghiệm cả in vivo và in vitro, bao gồm sự tiếp nhận tế bào, sự xâm nhập, đánh giá CCK-8, ức chế tăng trưởng khối u, đánh giá mô học, và các đánh giá an toàn. Hơn nữa, các thí nghiệm với mô hình xenograft chuột nude đã được thực hiện để đánh giá hiệu quả điều trị của hệ thống liệu pháp nano PSPM-NPs đặc hiệu cho SLERCC. Chúng tôi phát hiện rằng biểu hiện của SLERCC bị giảm trong các mô RCC, và sự tăng cường ngoại sinh của SLERCC có thể ức chế di căn của các tế bào RCC. Thêm vào đó, DNMT3A có biểu hiện cao đã được tuyển chọn ở promoter SLERCC, điều này dẫn đến hypermethyl hóa bất thường, cuối cùng dẫn đến giảm biểu hiện SLERCC trong RCC. Cơ chế, SLERCC có thể liên kết trực tiếp với UPF1 và tác động ức chế khối u thông qua con đường tín hiệu Wnt/β-catenin, từ đó ức chế sự tiến triển và di căn trong RCC. Sau đó, hệ thống liệu pháp nano PSPM-NPs có thể ức chế hiệu quả sự phát triển của các di căn RCC in vivo. Nhận định của chúng tôi chỉ ra rằng SLERCC là một mục tiêu điều trị hứa hẹn và rằng các vật liệu nano được nhúng plasmid nhằm mục tiêu vào các dấu hiệu di căn xuyên màng có thể mở ra một hướng mới cho việc điều trị trong RCC.

Từ khóa

#ung thư tế bào thận #RNA không mã hóa dài #liệu pháp gen #SLERCC #di căn #liệu pháp nano

Tài liệu tham khảo

Hsieh JJ, Purdue MP, Signoretti S, Swanton C, Albiges L, Schmidinger M, et al. Renal cell carcinoma. Nat Rev Dis Primers. 2017;3:17009. Sung H, Ferlay J, Siegel RL, Laversanne M, Soerjomataram I, Jemal A, et al. Global cancer statistics 2020: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries. CA Cancer J Clin. 2021;71(3):209–49. Mao W, Wang K, Xu B, Zhang H, Sun S, Hu Q, et al. ciRS-7 is a prognostic biomarker and potential gene therapy target for renal cell carcinoma. Mol Cancer. 2021;20(1):142. Kotecha RR, Motzer RJ, Voss MH. Towards individualized therapy for metastatic renal cell carcinoma. Nat Rev Clin Oncol. 2019;16(10):621–33. Lam JS, Belldegrun AS, Pantuck AJ. Long-term outcomes of the surgical management of renal cell carcinoma. World J Urol. 2006;24(3):255–66. Li X, Wu Z, Fu X, Han W. lncRNAs: insights into their function and mechanics in underlying disorders. Mutat Res Rev Mutat Res. 2014;762:1–21. Chen YF, Li YJ, Chou CH, Chiew MY, Huang HD, Ho JH, et al. Control of matrix stiffness promotes endodermal lineage specification by regulating SMAD2/3 via lncRNA LINC00458. Sci Adv. 2020;6(6):eaay0264. Guttman M, Rinn JL. Modular regulatory principles of large non-coding RNAs. Nature. 2012;482(7385):339–46. Balas MM, Hartwick EW, Barrington C, Roberts JT, Wu SK, Bettcher R, et al. Establishing RNA-RNA interactions remodels lncRNA structure and promotes PRC2 activity. Sci Adv. 2021;7(16):eabc9191. Martens-Uzunova ES, Bottcher R, Croce CM, Jenster G, Visakorpi T, Calin GA. Long noncoding RNA in prostate, bladder, and kidney cancer. Eur Urol. 2014;65(6):1140–51. Kulkarni P, Dasgupta P, Hashimoto Y, Shiina M, Shahryari V, Tabatabai ZL, et al. A lncRNA TCL6-miR-155 interaction regulates the Src-Akt-EMT network to mediate kidney cancer progression and metastasis. Cancer Res. 2021;81(6):1500–12. Braga EA, Fridman MV, Filippova EA, Loginov VI, Pronina IV, Burdennyy AM, et al. LncRNAs in the Regulation of Genes and Signaling Pathways through miRNA-Mediated and Other Mechanisms in Clear Cell Renal Cell Carcinoma. Int J Mol Sci. 2021;22(20):11193. Lorenzen JM, Thum T. Long noncoding RNAs in kidney and cardiovascular diseases. Nat Rev Nephrol. 2016;12(6):360–73. Zhai W, Sun Y, Guo C, Hu G, Wang M, Zheng J, et al. LncRNA-SARCC suppresses renal cell carcinoma (RCC) progression via altering the androgen receptor(AR)/miRNA-143-3p signals. Cell Death Differ. 2017;24(9):1502–17. Hirata H, Hinoda Y, Shahryari V, Deng G, Nakajima K, Tabatabai ZL, et al. Long Noncoding RNA MALAT1 promotes aggressive renal cell carcinoma through Ezh2 and Interacts with miR-205. Cancer Res. 2015;75(7):1322–31. Barth DA, Juracek J, Slaby O, Pichler M, Calin GA. lncRNA and Mechanisms of Drug Resistance in Cancers of the Genitourinary System. Cancers (Basel). 2020;12(8):2148. Liu X, Hao Y, Yu W, Yang X, Luo X, Zhao J, et al. Long non-coding rna emergence during renal cell carcinoma tumorigenesis. Cell Physiol Biochem. 2018;47(2):735–46. Li M, Wang Y, Cheng L, Niu W, Zhao G, Raju JK, et al. Long non-coding RNAs in renal cell carcinoma: a systematic review and clinical implications. Oncotarget. 2017;8(29):48424–35. Matsuyama T, Ishikawa T, Mogushi K, Yoshida T, Iida S, Uetake H, et al. MUC12 mRNA expression is an independent marker of prognosis in stage II and stage III colorectal cancer. Int J Cancer. 2010;127(10):2292–9. Pham E, Friedrich M, Aeffner F, Lutteropp M, Mariano NF, Deegen P, et al. Preclinical assessment of a MUC12-targeted BiTE (bispecific t-cell engager) molecule. Mol Cancer Ther. 2021;20(10):1977–87. Byrd JC, Bresalier RS. Mucins and mucin binding proteins in colorectal cancer. Cancer Metastasis Rev. 2004;23(1–2):77–99. Zhang B, Chu W, Wen F, Zhang L, Sun L, Hu B, et al. Dysregulation of long non-coding RNAs and mRNAs in plasma of clear cell renal cell carcinoma patients using microarray and bioinformatic analysis. Front Oncol. 2020;10: 559730. Gao SL, Yin R, Zhang LF, Wang SM, Chen JS, Wu XY, et al. The oncogenic role of MUC12 in RCC progression depends on c-Jun/TGF-beta signalling. J Cell Mol Med. 2020;24(15):8789–802. d’Ischia M, Napolitano A, Ball V, Chen CT, Buehler MJ. Polydopamine and eumelanin: from structure-property relationships to a unified tailoring strategy. Acc Chem Res. 2014;47(12):3541–50. Lee Haesung A, Do Minjae Seo, et al. Polydopamine coating in organic solvent for material-independent immobilization of water-insoluble molecules and avoidance of substrate hydrolysi. 2017. Li Z, Zhang X, Wang S, Yang Y, Qin B, Wang K, et al. Polydopamine coated shape memory polymer: enabling light triggered shape recovery, light controlled shape reprogramming and surface functionalization. Chem Sci. 2016;7(7):4741–7. Li W, Yang FQ, Sun CM, Huang JH, Zhang HM, Li X, et al. circPRRC2A promotes angiogenesis and metastasis through epithelial-mesenchymal transition and upregulates TRPM3 in renal cell carcinoma. Theranostics. 2020;10(10):4395–409. Mao W, Wang K, Sun S, Wu J, Chen M, Geng J, et al. ID2 Inhibits bladder cancer progression and metastasis via PI3K/AKT signaling pathway. Front Cell Dev Biol. 2021;9: 738364. Wang K, Gu Y, Ni J, Zhang H, Wang Y, Zhang Y, et al. Noncoding-RNA mediated high expression of zinc finger protein 268 suppresses clear cell renal cell carcinoma progression by promoting apoptosis and regulating immune cell infiltration. Bioengineered. 2022;13(4):10467–81. Li Y, Liu HT, Chen X, Wang YW, Tian YR, Ma RR, et al. Aberrant promoter hypermethylation inhibits RGMA expression and contributes to tumor progression in breast cancer. Oncogene. 2022;41(3):361–71. Zhao ZW, Lian WJ, Chen GQ, Zhou HY, Wang GM, Cao X, et al. Decreased expression of repulsive guidance molecule member A by DNA methylation in colorectal cancer is related to tumor progression. Oncol Rep. 2012;27(5):1653–9. Li P, Wong YN, Armstrong K, Haas N, Subedi P, Davis-Cerone M, et al. Survival among patients with advanced renal cell carcinoma in the pretargeted versus targeted therapy eras. Cancer Med. 2016;5(2):169–81. Albiges L, Powles T, Staehler M, Bensalah K, Giles RH, Hora M, et al. Updated European association of urology guidelines on renal cell carcinoma: immune checkpoint inhibition is the new backbone in first-line treatment of metastatic clear-cell renal cell carcinoma. Eur Urol. 2019;76(2):151–6. Medina Lopez RA, Rivero Belenchon I, Mazuecos-Quiros J, Congregado-Ruiz CB, Counago F. Update on the treatment of metastatic renal cell carcinoma. World J Clin Oncol. 2022;13(1):1–8. Roberto M, Botticelli A, Panebianco M, Aschelter AM, Gelibter A, Ciccarese C, et al. Metastatic renal cell carcinoma management: from molecular mechanism to clinical practice. Front Oncol. 2021;11: 657639. Klutstein M, Nejman D, Greenfield R, Cedar H. DNA methylation in cancer and aging. Cancer Res. 2016;76(12):3446–50. Esteller M. Aberrant DNA methylation as a cancer-inducing mechanism. Annu Rev Pharmacol Toxicol. 2005;45:629–56. Saghafinia S, Mina M, Riggi N, Hanahan D, Ciriello G. Pan-Cancer Landscape of Aberrant DNA Methylation across Human Tumors. Cell Rep. 2018;25(4):1066-808 e8. Subramaniam D, Thombre R, Dhar A, Anant S. DNA methyltransferases: a novel target for prevention and therapy. Front Oncol. 2014;4:80. Forbes DC, Peppas NA. Oral delivery of small RNA and DNA. J Control Release. 2012;162(2):438–45. Gao Z, Zhang L, Sun Y. Nanotechnology applied to overcome tumor drug resistance. J Control Release. 2012;162(1):45–55. Cheng W, Zeng X, Chen H, Li Z, Zeng W, Mei L, et al. Versatile polydopamine platforms: synthesis and promising applications for surface modification and advanced nanomedicine. ACS Nano. 2019;13(8):8537–65. Gholami Derami H, Gupta P, Weng KC, Seth A, Gupta R, Silva JR, et al. Reversible photothermal modulation of electrical activity of excitable cells using polydopamine nanoparticles. Adv Mater. 2021;33(32): e2008809. Mrowczynski R. Polydopamine-based multifunctional (nano)materials for cancer therapy. ACS Appl Mater Interfaces. 2018;10(9):7541–61. Schanze KS, Lee H, Messersmith PB. Ten years of polydopamine: current status and future directions. ACS Appl Mater Interfaces. 2018;10(9):7521–2. Seth A, Gholami Derami H, Gupta P, Wang Z, Rathi P, Gupta R, et al. Polydopamine-mesoporous silica core-shell nanoparticles for combined photothermal immunotherapy. ACS Appl Mater Interfaces. 2020;12(38):42499–510. Bi D, Zhao L, Li H, Guo Y, Wang X, Han M. A comparative study of polydopamine modified and conventional chemical synthesis method in doxorubicin liposomes form the aspect of tumor targeted therapy. Int J Pharm. 2019;559:76–85. Huang H, Hu Y, Guo L, Wen Z. Integrated bioinformatics analyses of key genes involved in hepatocellular carcinoma immunosuppression. Oncol Lett. 2021;22(6):830.