題目：Mesenchyma stem cells as natural bio-factories for exosomes carrying miR-124a in the treatment of gliomas
期刊：Neuro-Oncology
影響因子：7.786
主要技術：
1. 重組病毒包裝：慢病毒包裝、穩轉株；
2. 分子生物學：Cre-loxP位點特異性重組酶系統；
3. 檢測分析：WST-1、Transwell、qRT-PCR、Western blot、納米顆粒跟蹤分析技術；
4. 動物實驗：裸鼠顱內移植瘤模型
研究背景
膠質母細胞瘤是星形細胞腫瘤中惡性程度最高的膠質瘤，已有研究表明microRNAs（miRs）有希望成為膠質母細胞瘤的新型治療方法。然而，何種miRs對抗膠質母細胞瘤的效果最佳，以及如何將miRs遞送至膠質母細胞瘤是目前尚未解決的問題。本文通過功能篩選，作者發現miR-124a抗膠質瘤的效果最為顯著，使用含有miR-124a的慢病毒載體感染間充質干細胞（MSCs），并用分離獲得的外泌體處理膠質瘤干細胞（GSCs）后發現GSCs的活力顯著下降，體內實驗證實Exo-miR124能使顱內移植GSCs的小鼠存活更久。研究表明miR-124a通過沉默FOXA2導致細胞內脂質積聚異常從而引起細胞凋亡。因此，MSCs可以作為一個產生exo-miR124的天然生物工廠來參與抗膠質瘤治療。
研究內容及結果
1. miR-124a是一種能有效抗膠質瘤的microRNA
基于數據查詢，作者選取8個研究報道具有抗膠質瘤特性的miRs進行初步篩選。采用慢病毒載體將這些miRs分別轉移至5種不同的GSCs，通過WST-1測定發現在所有GSCs細胞系中miR-124a引起細胞增殖能力降低的效果最顯著，表明miR-124是最為有效的抗膠質瘤microRNA。
期刊：Neuro-Oncology
影響因子：7.786
主要技術：
1. 重組病毒包裝：慢病毒包裝、穩轉株；
2. 分子生物學：Cre-loxP位點特異性重組酶系統；
3. 檢測分析：WST-1、Transwell、qRT-PCR、Western blot、納米顆粒跟蹤分析技術；
4. 動物實驗：裸鼠顱內移植瘤模型
研究背景
膠質母細胞瘤是星形細胞腫瘤中惡性程度最高的膠質瘤，已有研究表明microRNAs（miRs）有希望成為膠質母細胞瘤的新型治療方法。然而，何種miRs對抗膠質母細胞瘤的效果最佳，以及如何將miRs遞送至膠質母細胞瘤是目前尚未解決的問題。本文通過功能篩選，作者發現miR-124a抗膠質瘤的效果最為顯著，使用含有miR-124a的慢病毒載體感染間充質干細胞（MSCs），并用分離獲得的外泌體處理膠質瘤干細胞（GSCs）后發現GSCs的活力顯著下降，體內實驗證實Exo-miR124能使顱內移植GSCs的小鼠存活更久。研究表明miR-124a通過沉默FOXA2導致細胞內脂質積聚異常從而引起細胞凋亡。因此，MSCs可以作為一個產生exo-miR124的天然生物工廠來參與抗膠質瘤治療。
研究內容及結果
1. miR-124a是一種能有效抗膠質瘤的microRNA
基于數據查詢，作者選取8個研究報道具有抗膠質瘤特性的miRs進行初步篩選。采用慢病毒載體將這些miRs分別轉移至5種不同的GSCs，通過WST-1測定發現在所有GSCs細胞系中miR-124a引起細胞增殖能力降低的效果最顯著，表明miR-124是最為有效的抗膠質瘤microRNA。
2.MSCs能夠有效地將miR-124a轉移至GSCs
作者使用慢病毒包裝miR-124a并感染MSCs，通過Transwell與WST-1以及臺盼藍染色結合證實MSCs-miR124導致GSCs的增值能力顯著下降，暗示MSCs可通過某種方式將miR-124a轉移至GSCs。
3. MSCs將miR-124a包裝至外泌體并進一步轉移至GSCs
作者通過透射電鏡觀察、納米顆粒跟蹤分析技術結合對外泌體標記蛋白的Western blot檢測證實MSCs釋放的顆粒是外泌體，且外泌體中miR-124a的含量顯著上調。進一步通過Cre-loxP位點特異性重組酶系統結合qRT-PCR和Western blot檢測證實外泌體能夠將功能性的RNA分子轉移至腫瘤細胞。
作者通過透射電鏡觀察、納米顆粒跟蹤分析技術結合對外泌體標記蛋白的Western blot檢測證實MSCs釋放的顆粒是外泌體，且外泌體中miR-124a的含量顯著上調。進一步通過Cre-loxP位點特異性重組酶系統結合qRT-PCR和Western blot檢測證實外泌體能夠將功能性的RNA分子轉移至腫瘤細胞。
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4. 攜帶miR-124a的外泌體在小鼠體內能夠有效對抗膠質瘤
研究表明，在裸鼠額葉內移植GSC267細胞一周后，分別通過腹腔注射和靜脈注射攜帶miR124的外泌體（Exo-miR124）能夠使裸鼠存活時間更長。組織切片結果表明，裸鼠腦部的腫瘤完全消退，證實Exo-miR124在小鼠體內同樣能夠有效對抗膠質瘤。
研究表明，在裸鼠額葉內移植GSC267細胞一周后，分別通過腹腔注射和靜脈注射攜帶miR124的外泌體（Exo-miR124）能夠使裸鼠存活時間更長。組織切片結果表明，裸鼠腦部的腫瘤完全消退，證實Exo-miR124在小鼠體內同樣能夠有效對抗膠質瘤。
5. Exo-miR124抑制FOXA2的表達并改變GSCs的脂質代謝
作者通過體內和體外實驗檢測已知的miR124-a靶基因蛋白表達水平，發現僅FOXA2的表達量顯著下調。慢病毒介導的不同水平的FOXA2干擾表達同樣引起GSCs的增殖能力，從而產生對應劑量效應的下降?；パa實驗以及進一步的油紅O染色和Western blot檢測結果表明，miR-124a通過下調FOXA2的表達引起細胞內脂質積累，最終導致腫瘤細胞凋亡。
作者通過體內和體外實驗檢測已知的miR124-a靶基因蛋白表達水平，發現僅FOXA2的表達量顯著下調。慢病毒介導的不同水平的FOXA2干擾表達同樣引起GSCs的增殖能力，從而產生對應劑量效應的下降?；パa實驗以及進一步的油紅O染色和Western blot檢測結果表明，miR-124a通過下調FOXA2的表達引起細胞內脂質積累，最終導致腫瘤細胞凋亡。
文章小結
本文首先通過篩選確定了miR-124a是最有效的抗膠質瘤microRNA，以慢病毒為載體將miR-124a轉移至MSCs后發現其分泌的外泌體中同樣攜帶miR-124a，體內體外實驗均表明Exo-miR124能夠抑制GSCs的增殖。進一步的機理研究發現miR-124a通過下調FOXA2的表達從而引起細胞內脂質積累，導致脂質代謝異常并最終引起腫瘤細胞凋亡。本文首次提出MSCs可以用于離體生產攜帶抗膠質瘤microRNA的外泌體，以期實現消除惡性神經膠質瘤。
解析文獻
Lang FM, Hossain A, Gumin J, et al. Mesenchymal stem cells as natural biofactories for exosomes carrying miR-124a in the treatment of gliomas. Neuro Oncol. 2017; doi:10.1093/neuonc/nox152.
參考文獻
1. Bora RS, Gupta D, Mukkur TK, Saini KS. RNA interference therapeutics for cancer: challenges and opportunities (review). Mol Med Rep. 2012;6(1):9-15.
2. Huntzinger E, Izaurralde E. Gene silencing by microRNAs: contributions of translational
repression and mRNA decay. Nat Rev Genet. 2011;12(2):99-110.
3. Kamerkar S, LeBleu VS, Sugimoto H, et al. Exosomes facilitate therapeutic targeting of oncogenic KRAS in pancreatic cancer. Nature. 2017;546(7659):498-503.
4. Li Z, Rana TM. Therapeutic targeting of microRNAs: current status and future challenges. Nat
Rev Drug Discov. 2014;13(8):622-638.
5. Parker Kerrigan BC, Shimizu Y, Andreeff M, Lang FF. Mesenchymal stromal cells for the
delivery of oncolytic viruses in gliomas. Cytotherapy. 2017;19(4):445-457.
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本文首先通過篩選確定了miR-124a是最有效的抗膠質瘤microRNA，以慢病毒為載體將miR-124a轉移至MSCs后發現其分泌的外泌體中同樣攜帶miR-124a，體內體外實驗均表明Exo-miR124能夠抑制GSCs的增殖。進一步的機理研究發現miR-124a通過下調FOXA2的表達從而引起細胞內脂質積累，導致脂質代謝異常并最終引起腫瘤細胞凋亡。本文首次提出MSCs可以用于離體生產攜帶抗膠質瘤microRNA的外泌體，以期實現消除惡性神經膠質瘤。
解析文獻
Lang FM, Hossain A, Gumin J, et al. Mesenchymal stem cells as natural biofactories for exosomes carrying miR-124a in the treatment of gliomas. Neuro Oncol. 2017; doi:10.1093/neuonc/nox152.
參考文獻
1. Bora RS, Gupta D, Mukkur TK, Saini KS. RNA interference therapeutics for cancer: challenges and opportunities (review). Mol Med Rep. 2012;6(1):9-15.
2. Huntzinger E, Izaurralde E. Gene silencing by microRNAs: contributions of translational
repression and mRNA decay. Nat Rev Genet. 2011;12(2):99-110.
3. Kamerkar S, LeBleu VS, Sugimoto H, et al. Exosomes facilitate therapeutic targeting of oncogenic KRAS in pancreatic cancer. Nature. 2017;546(7659):498-503.
4. Li Z, Rana TM. Therapeutic targeting of microRNAs: current status and future challenges. Nat
Rev Drug Discov. 2014;13(8):622-638.
5. Parker Kerrigan BC, Shimizu Y, Andreeff M, Lang FF. Mesenchymal stromal cells for the
delivery of oncolytic viruses in gliomas. Cytotherapy. 2017;19(4):445-457.
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