骨髓瘤耐药和复发新机制-17p13染色体缺失通过下调MM细胞miR-324-5p表达促进MMSC的形成和扩增

In the era of novel drugs, deletion of 17p13 is the most important independent high-risk prognostic factor of multiple myeloma (MM). Recent studies show that multiple myeloma stem cells (MMSC) may be the main cause of MM relapse and drug resistance, and cytogenetic abnormalities play an important role in the formation of the cancer stem cells. Our preliminary study demonstrated that deletion of 17p13 leads to loss or down-regulation of miR-324-5p, which located in 17p13. The target genes of miR-324-5p as revealed by bioinformatic analysis, including Smo and Gli-1, are Hh pathway activation signal molecules. Hh pathway activation is involved in the maintenance of MMSC. Thus we speculate that deletion of 17p13 down-regulates miR-324-5p expression of MM cells, leads to up-regulation of its target gene Smo and Gli-1, thereby promotes the formation and amplification of MMSC, which participate in drug resistance and relapse of MM. This study intends to apply miRNA expression/antagonistic assay combined with clinical data to verify the bioinformatic predicted target genes, and then evaluate the effects of the abnormal expression of miR-324-5p on MMSC formation and amplification, and on MMSC drug-resistance. Then we will perform in vivo studies on mouse model. And ultimately determine the role of this miRNA in MM drug resistance and relapse, and to explore the feasibility of employing this miRNA as a novel target in combination with chemotherapy to cure MM.

新药时代，17p13-是MM最重要的独立的高危预后因素。最新研究表明MMSC可能是MM复发和耐药的主要原因，而细胞遗传学改变在CSC的形成中起着重要作用。本项目组初步研究发现17p13-可导致位于其上的miR-324-5p表达缺失或下调，生物信息学分析发现其靶基因中包含有MMSC信号通路－Hh通路激活信号分子Smo和Gli-1。因此推测17p13-通过下调MM细胞miR-324-5p表达进而上调其靶基因Smo和Gli-1促进 MMSC的形成和扩增，从而参与MM的耐药和复发。本项目拟采用miRNA表达/拮抗实验结合临床资料的分析对生物信息技术预测的靶基因加以验证，进而研究异常表达的miR-324-5p对MMSC形成和扩增的影响及其与MMSC耐药性的关系，然后通过小鼠模型进行体内相关研究，最终确定此miRNA在MM耐药和复发中的作用，并探讨以此miRNA为靶点联合化疗治愈MM的可行性。

多发性骨髓瘤是一种以克隆性浆细胞异常增殖为特征的肿瘤性疾病。在多发性骨髓瘤中染色体异常很常见，其中17号染色体短臂缺失（del17p）在初治骨髓瘤患者中的发生率约10%，这部分患者的预后极差，即使造血干细胞移植也不能克服其不良预后，其机制尚不明确。Hedgehog（Hh）通路是重要的胚胎干细胞通路，它在胚胎时期和成人组织修复的过程中通过调控干细胞和祖细胞起到重要作用。在多种肿瘤中都能检测到Hh通路的异常激活。在多发性骨髓瘤中，Hh通路与多发性骨髓瘤干细胞（MMSC）的形成和肿瘤耐药密切相关，抑制Hh通路可以影响上述过程。MiR-324-5p是定位在17p上miRNA, 在髓母细胞瘤中的研究发现，miR-324-5p靶向作用于Hh通路的Smo及Gli1蛋白。但在骨髓瘤中，17p缺失与miR-324-5p表达的关系及其在骨髓瘤发生发展和耐药中的作用尚未见报道。.本项目研究发现在骨髓瘤患者的原代浆细胞中存在着miR-324-5p的低表达和Hh通路成分Smo及Gli1的激活，而且这一现象在del（17p）的骨髓瘤患者中更加明显。在骨髓瘤细胞中过表达miR-324-5p可以抑制Smo及Gli1的表达从而抑制其增殖，促进自发凋亡，并减少MMSC的比例。此外我们还发现miR-324-5p可以通过调节耐药泵蛋白的活性及调控Bcl-2家族基因的表达水平增加抗骨髓瘤药物硼替佐米的抗肿瘤效果。小鼠皮下成瘤模型进一步在体内证实了上述结论。我们的工作证实miR-324-5p下调通过激活Hh通路在多发性骨髓瘤细胞发生发展中起着重要作用，靶向miR-324-5p的治疗有望通过抑制肿瘤干细胞的形成和药物耐药，成为多发性骨髓瘤治疗的新靶点。. 17p缺失是骨髓瘤预后最差的特征性标记之一。本项目结果证实MM患者miR-324-5p表达下调，且在有17p缺失的MM患者中表达最低，miR-324-5p低表达与Hh通路的激活有着密切的关联。miR-324-5p的低表达可以促进多发性骨髓瘤干细胞的形成和自我更新，多发性骨髓瘤肿瘤干细胞已经被证实对多种治疗骨髓瘤的药物耐药。我们的研究为17p缺失的MM患者极差的预后和复发耐药提供了可能的机制，靶向miR-324-5p有望克服17p缺失骨髓瘤患者的不良预后，为争取治愈多发性骨髓瘤提供新靶点。