miR-143调控MSC及通过MSC来源囊泡参与肿瘤抑制的机制研究

Mesenchymal stem cells (MSC) have low immunogenicity, immunomodulatory capacity and migration ability towards tumor. In our previous studies, we found that high-expression of miR-143 in MSC can suppress the secretion of PGE2, IL-6 and IL-8, and vesicles derived from MSC with high miR-143 expression can also highly express miR-143. As well known, over-expression of miR-143 in malignancies such as lung cancer has significantly suppressive effect on tumors. Besides, PGE2, IL-6 and IL-8 can promote tumor development in tumor microenvironment. Hence, we suppose that miR-143 can convert MSC into cells with tumor-suppression tendency via regulating the expression of tumor-promoting factors in MSC, and exert direct suppressive effect on tumors via MSC-derived vesicles. Our project is to analyze the effect of miR-143 on the tumor-suppression function of MSC; to reveal the tumor-suppression mechanism of miR-143 via MSC-regulation and MSC-derived vesicles; and to perform in-vivo assessment for the therapeutical action of MSC regulated by miR-143 on tumor model mice. We will provide new sight and technology for tumor treatment using MSC.

间充质干细胞（MSC）具有低免疫原性、免疫调节能力以及向肿瘤部位迁移的能力。我们前期研究发现，在MSC中高表达miR-143能够抑制PGE2、IL-6、IL-8的分泌，并且高表达miR-143的MSC所分泌的囊泡也能够高表达miR-143。已知在肺癌等恶性肿瘤中过表达miR-143能够显著抑制肿瘤。此外PGE2、IL-6、IL-8在肿瘤微环境中能够起到促肿瘤作用。因此，推测miR-143可能能够通过抑制MSC促肿瘤因子的表达使其成为抑肿瘤倾向的MSC，并通过MSC来源囊泡直接抑制肿瘤。本项目将分析mir-143对MSC抗肿瘤功能的影响；揭示mir-143调控MSC及通过MSC来源囊泡发挥肿瘤抑制作用的机制；体内评估miR-143调节的MSC对肿瘤小鼠模型的治疗作用。本项目的完成将为通过MSCs治疗肿瘤提供新思路和新技术。

间充质干细胞（MSC）因其低免疫原性、免疫调节能力及向肿瘤部位迁移的能力，可能成为肿瘤免疫治疗的新的有效手段，但目前MSC对肿瘤的影响和机制还存在争议。在本研究中，我们发现，MSC培养上清（MSC-CM）能够抑制A549细胞增殖并促进其凋亡，但MSC-CM同时被发现能够诱导A549细胞发生EMT，并促进其迁移和浸润。我们发现MSC诱导A549细胞EMT是通过MSCs来源外泌体（MSC-exo）介导发生，抑制MSC-exo的分泌能够消除这种诱导作用。TGF-β1是诱导A549细胞发生EMT的关键因子。我们发现，干扰TGF-β1能够显著逆转MSC上清或MSC-exo对A549细胞EMT、迁移和浸润的促进作用，并增强对A549生长的抑制。进一步的研究发现，MSC-exo通过激活Smad2/3、Akt/GSK-3/β-catenin、NF-κB和MAPK信号通路诱导A549细胞发生EMT，而干扰MSC中TGF-β1表达可以逆转MSC-exo对smad依赖及非依赖通路的激活作用。此外，我们发现，干扰TGF-β1能够促进MSC中miR-143的表达。通过转染使MSC高表达mir-143，高表达miR-143的MSC能够显著增强MSC-CM及MSC-exo对A549生长的抑制，消除对A549细胞迁移的促进作用。此外，我们构建了A549荷瘤鼠模型，尾静脉注射对照组MSC-exo及miR-143修饰的MSC-exo，结果显示mir-143修饰的MSC-exo能够更显著的抑制肿瘤的生长。综上所述，我们的研究阐明MSC可能通过分泌外泌体抑制A549细胞增殖并通过激活smad2/3、AKT/GSK/b-catenin、MAPK及NF-kb信号通路促进A549细胞EMT、迁移和浸润，而干扰TGF-β1则可能通过上调miR-143的表达消除MSC来源外泌体对A549迁移和浸润的促进作用，并增强对A549增殖的抑制，促进A549凋亡。高表达miR-143的MSC-exo在细胞及动物水平均能发挥有效的肿瘤抑制作用。该研究为将MSC及其来源外泌体用于肿瘤治疗提供了一定的理论支持。