骨髓MSCs源exosome lncRNA-18626在多发性骨髓瘤蛋白酶体抑制剂耐药中的作用及机制

Whereas the therapeutic benefit of proteasome inhibitors (PIs) remains unchallenged, acquired drug resistance remains a major obstacle toward achieving sustained clinical responses. We found that exosomes obtained from multiple myeloma (MM) patient bone marrow (BM) mesenchymal stromal cells (MSCs) promoted bortezomib resistance of human MM cells. We then identified lncRNAs differentially expressed in PIs-resistant MM BM-MSCs-derived exosomes by RNA-seq. MM BM-MSC-derived exosomes had a higher level of a novel lncRNA, lncRNA-18626 compared with PIs-sensitive MM BM-MSCs-derived exosomes. Therefore, we hypothesized that lncRNA-18626 present in the exosomes may mediate epigenetic transfer from the BM-MSCs to the MM tumor clone to enhance PIs resistance of MM cells. These in vitro and in vivo studies will demonstrate that a unique role of exosomal lncRNA-18626 in the cross-talk between BM-MSCs and MM cells in the resistance to PIs through exosomes. The goals of this study are to assess how exosomal lncRNA-18626 is involved in the PIs resistance of MM cells and through which molecular mechanisms it elicits this function.

蛋白酶体抑制剂(PIs)硼替佐米(BTZ)在多发性骨髓瘤(MM)中的耐药机制尚不清楚,文献报道骨髓微环境中的间充质干细胞(MSCs)对骨髓瘤耐药至关重要。我们发现BTZ耐药患者的骨髓MSCs分泌的外泌体(exosome)可以降低骨髓瘤细胞对PIs的药物敏感性，并且通过RNA-seq筛选出MSCs的exosome中新的转录本lncRNA-18626在BTZ耐药患者中的表达较其在BTZ敏感患者中的表达显著上调，从而提示骨髓MSCs的exosome介导的lncRNA-18626的转移可能在MM蛋白酶体抑制剂耐药中发挥重要作用。本课题拟在此基础上，在细胞和动物模型水平，确证lncRNA-18626在BTZ耐药中的作用；在分子水平，明确exosome中lncRNA-18626在骨髓瘤细胞中的作用靶点，从而揭示骨髓MSCs源exosome lncRNA-18626在骨髓瘤PIs耐药中的作用的分子机制。

项目研究背景：.多发性骨髓瘤（multiple myeloma, MM）蛋白酶体抑制剂（Proteasome Inhibitors, PIs）耐药机制尚不清楚。MM患者骨髓微环境中的间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stromal cells, BM-MSCs）对骨髓瘤细胞的生长至关重要。本研究目的在于探究骨髓间充质干细胞来源的外泌体在骨髓瘤PIs耐药中的作用。.主要研究内容：.1..骨髓间充质干细胞对骨髓瘤PIs耐药的影响是否可以以exosome作为信号传递的载体。.2..BM-MSCs源 exosome如何调控骨髓瘤PIs敏感性的。探索其中具体调控方式和关键调控因子。.3..循环外泌体中基因的表达水平是否可作为骨髓瘤的预后评价指标。.重要结果及关键数据：.1..来源于PIs耐药患者的MSCs的exosomes降低骨髓瘤细胞对蛋白酶体抑制剂的敏感性。.2..通过GEO数据分析筛选出PSMA3-AS1和PSMA3是PIs耐药患者和敏感患者骨髓CD138+细胞差异表达且存在于外泌体中的基因。并通过本课题组收集的临床标本及骨髓瘤耐药细胞株验证以上结果。.3..PSMA3的表达水平在MGUS，MM和PCL中呈现逐步增加的趋势，与浆细胞病的进展密切相关。并且，PSMA3与骨髓瘤患者的预后相关，Kaplan-Meier生存分析结果显示，PSMA3高表达组患者的PFS和OS显著低于PSMA3低表达组。功能获得和功能缺失实验证明，PSMA3-AS1和PSMA3影响骨髓瘤细胞对PIs的敏感性。.4..PSMA3-AS1通过与PSMA3前体mRNA形成RNA双链增强PSMA3的稳定性。.5..骨髓瘤小鼠原位模型证明靶向PSMA3-AS1可以在体内水平提高骨髓瘤对PIs的敏感性。.6..循环外泌体中PSMA3-AS1和PSMA3的表达水平可作为骨髓瘤的预后评价指标。.研究意义：.我们发现26S蛋白酶体亚基PSMA3及其反义链RNA PSMA3-AS1在MM患者CD138+细胞以及MSCs中高表达，并且可以通过exosomes传递到骨髓瘤细胞，增加PSMA3-AS1和PSMA3的表达，促进骨髓瘤细胞产生PIs耐药性，从而为治疗MM提供了一个新的靶点。同时，MM患者外周血循环外泌体中PSMA3-AS1和PSMA3的表达量有望成为MM患者预后标志物。