MiR-150 缺失通过上调髓源性抑制细胞(MDSCs)中 P-STAT3 和 ROS 促进肺癌生长:机制探索与潜在治疗靶点

【字体: 时间:2025年04月16日 来源:Scientific Reports 3.8

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  为探究 miR-150 对肺癌微环境中髓源性抑制细胞(MDSCs)的作用,研究人员构建 miR-150 基因敲除小鼠肺癌模型。结果发现,miR-150 缺失促进肿瘤生长,上调 MDSCs 中 P-STAT3 和 ROS。该研究为肺癌治疗提供潜在靶点,意义重大。

  肺癌,这个全球范围内的健康杀手,一直是医学研究的重点对象。在众多与肺癌相关的研究领域中,肿瘤微环境的作用愈发受到关注。髓源性抑制细胞(MDSCs)作为肿瘤微环境中的重要细胞群体,对肺癌的发展和治疗效果有着不可忽视的影响。大量研究表明,微小核糖核酸(miRNA)能够调控 MDSCs,进而促进肿瘤的发展。然而,miR-150 在肺癌发展过程中,对 MDSCs 的具体作用机制却并不明晰。为了解开这一谜题,华北理工大学的研究人员展开了深入研究,其成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员运用了多种关键技术方法。首先,构建了 miR-150 基因敲除(miR-150 KO)小鼠模型,将 Lewis 肺癌细胞(LLC)皮下注射到小鼠体内,以此建立肺癌模型。通过流式细胞术检测 MDSCs 的比例;利用 DCFH-DA 荧光试剂盒检测细胞内活性氧(ROS)水平;采用转染技术,将 miR-150 模拟物、抑制剂等转染到骨髓来源的 MDSCs 中;运用 ELISA 试剂盒检测血清中细胞因子水平;借助蛋白质免疫印迹(Western blot)分析相关蛋白的表达情况 。

研究结果如下:

  • MiR-150 缺失促进肺癌生长:将 miR-150 KO 小鼠和野生型(WT)小鼠接种 LLC 后,发现 miR-150 KO 小鼠的肿瘤生长速度明显快于 WT 小鼠,21 天时肿瘤体积差异显著。这表明 miR-150 缺失会推动肿瘤的发展。
  • MiR-150 缺失导致 MDSCs 增加:对比 WT 荷瘤小鼠,miR-150 KO 荷瘤小鼠肿瘤中的单核细胞样 MDSCs(M-MDSCs)和多形核 MDSCs(PMN-MDSCs)数量均明显增多。同时,miR-150 KO 荷瘤小鼠血清中的 IL-6 和 G-CSF 水平升高。这说明 miR-150 缺失使得 MDSCs 数量上升,进而加速肿瘤生长。
  • MiR-150 抑制 MDSCs 中具有抑制活性因子的表达:体外将 miR-150 模拟物或抑制剂转染到 WT 小鼠骨髓来源的 MDSCs 中,发现过表达 miR-150 会显著降低精氨酸酶 1(Arg1)、诱导型一氧化氮合酶(iNOS)、吲哚胺 2,3 - 双加氧酶 1(IDO1)和 G-CSF 等抑制因子的表达水平;抑制 miR-150 表达则会使这些抑制剂的 mRNA 表达显著升高。
  • MiR-150 抑制 MDSC 中 ROS 的产生:MDSCs 中高表达的 miR-150 会降低 ROS 的产生,抑制 miR-150 则会增加 ROS 的生成。miR-150 KO 小鼠骨髓诱导的 MDSCs 中 ROS 水平更高。这表明 miR-150 参与调控 MDSCs 细胞内 ROS 的产生。
  • MiR-150 降低 MDSC 中 IRE1α 和磷酸化 STAT3 的表达:转染 miR-150 模拟物后,MDSCs 中肌醇需求酶 1A(IRE1α)的 mRNA 和蛋白表达均下降,转染 miR-150 抑制剂后则上升。miR-150 表达上调时,STAT3 的磷酸化水平显著降低;miR-150 表达下调时,磷酸化 STAT3(P-STAT3)的表达升高。这说明 miR-150 对 MDSCs 中 IRE1α 和 P-STAT3 的表达有影响。
  • STAT3 抑制剂 S3I-201 抑制肿瘤生长:给 miR-150 KO 小鼠体内注射 P-STAT3 抑制剂 S3I-201 后,其肿瘤生长速度减缓,肿瘤大小与 WT 小鼠的差异消失,肿瘤中 M-MDSCs 数量显著减少,但外周血和骨髓中的 PMN-MDSCs 数量未减少。同时,miR-150 KO 小鼠经 S3I-201 处理后,MDSCs 中 ROS 的产生显著降低。

综合研究结论和讨论部分,该研究揭示了 miR-150 缺失促进肺癌生长的机制。miR-150 缺失导致 MDSCs 数量增加,同时上调免疫抑制分子如 ROS、Arg1 等的表达,还使血清中 IL-6 和 G-CSF 水平上升。miR-150 的下调会增加 IRE1α 的表达,进而提高 STAT3 的磷酸化水平。抑制 miR-150 KO 小鼠中 STAT3 的表达,能够减缓肺癌生长,减少肿瘤中的 M-MDSCs 数量,并改善 MDSCs 中 ROS 的产生。这一研究为肺癌的治疗提供了新的潜在靶点和理论依据,对未来肺癌治疗策略的优化具有重要意义 。
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