骨髓间充质干细胞分泌的exosome内miRNAs调控ISG15在IFN治疗HCC中的作用及转移机制

Bone marrow mesenchymal stem cells (BM-MSCs) contribute to tumorigenesis and invasion, but our previous studies have shown that high overexpression of exsomal miRNA from BM-MSCs inhibited HCC premetastatic microenvironment, and further researches showed that miRNA and IFN-stimulated genes15 (ISG15) were associated with clinicopathological characteristics and HCC patient prognosis of IFN-α therapy after hepatic resection. However, recurrence or metastasis still occurred in IFN-α therapy for hepatitis B virus (HBV)-related HCC after curative resection. The precise role and mechanisms are unclear on exsomal miRNAs from BM-MSCs in IFN-α therapy for hepatitis B virus (HBV)-related HCC after curative resection by targeting ISG15. So, to define it, our studies include: ①exploring the relationship exosomal miRNAs from BM-MSCs and ISG15 expression and prognosis in IFN-α treatment patients; ②refirming the BM-MSCs implantation in small mice, and observe the role of exosomal miRNAs from BM-MSCs in microenvironment to suppress cancer metastasis and to the ISG15; ③ establishing the cellular expression vector of exosomal miRNA gene of BM-MSCs, and verifying its inhibiting metastasis after suppressing ISG15 pathway in the model of small mice HCC metastasis.The aim of this study to explore the molecular mechaism of HCC invasion and metastasis, and futher provide theory evidence to improve clinical effects of adjuvant therapy with IFN-α.

BM-MSCs有助于肿瘤的发生和侵袭，而我们前期发现BM-MSCs中exosome内miRNA高表达抑制了HCC转移前微环境的形成，miRNA和ISG-15与HCC临床病理和术后IFN-α治疗有相关性。但IFN-α治疗术后HBV相关性HCC仍有转移。BM-MSCs中exosome内miRNA通过ISG15对IFN-α治疗术后HCC仍有复发转移的作用及机制未明，本研究包括：①探讨IFN-α治疗病人BM-MSCs中exosome内miRNA和ISG15及预后的关系；②建立BM-MSCs小鼠移植模型，观察其exosome内的miRNA在体内构建微环境对HCC预转移的抑制作用和对ISG15的调节; ③构建BM-MSCs内exosome中的miRNA的细胞表达载体，在小鼠HCC转移模型上验证其抑制ISG-15途径后抗转移效应。这对阐明HCC侵袭转移的分子机制，提高IFN-α治疗效果提供了理论依据。

背景与目的：肝细胞癌（HCC）是全球范围内与癌症相关的死亡率的主要原因。肝癌在全球范围内具有较高的发病率和死亡率，治疗选择有限。干扰素-α（IFN-α）最近被认为具有预防和治疗HCC的治疗潜力，但对于这种抗HCC治疗的耐药性问题仍存在争议。我们的研究强调了miR-138和miR-370在HCC进程中的关键调节作用，而我们的进一步研究强调了骨髓来源的间充质干细胞（BMSC）是癌症微环境的组成部分，并有助于癌症的发展。我们发现ISG15是慢性HBV感染患者肝癌的一种新的预后生物标志物。这项研究的目的是确定骨髓间充质干细胞（BMSC）衍生的外泌体miR-138和miR-370在肝癌中对IFN-α敏感性的控制作用。方法：将HCC细胞与衍生自用miR-138和miR-370模拟物或miR-138和miR-370抑制剂处理过的hBMSC的外来体共培养。随后，在体外检测到HCC细胞增殖，侵袭，迁移和凋亡。 HCC细胞和体内小鼠同系肿瘤模型用于评估选择的外泌体miR-138和miR-370的作用。评估了BMSC衍生的血浆外泌体miR-138和miR-370区分HCC患者和非癌性对照以及有或没有转移的HCC患者的能力。研究了hBMSCs-miR-138和hBMSCs-miR-370对肿瘤生长的影响。结果：转染pre-miR-138和pre-miR-370的HCC细胞对IFN-α具有明显的抗性。在HCC细胞中，miR-138和miR-370被下调，而ISG15被上调。 miR-138和miR-370是ISG15的靶标，而miR-138和miR-370通过靶向ISG15抑制HCC细胞增殖，侵袭和迁移并促进凋亡。接下来，实验证明，携带miR-138和miR-370的hBMSCs衍生的外泌体有助于抑制HCC细胞的增殖，侵袭和迁移，并增强细胞凋亡。此外，体内测定证实了hBMSCs衍生的外泌体miR-138和miR-370对HCC的抑制作用。结论：源自BMSCs的外泌体miR-138和miR-370通过ISG15下调抑制了HCC的进展，突显了基于IFN-α的HCC患者潜在的新型治疗靶点。