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与胶质母细胞瘤外泌体相关的生物标志物研究现状

栏目:神外前沿|编辑:INC|发布时间:2021-12-27 13:46 |

  虽然胶质母细胞瘤患者术后辅助放疗和药物化疗,但中位生存期仍只有14个月,复发是不可避免的。因此,MRI必须每两个月检查一次,以监测肿瘤的进展。然而,误诊率接近20%,通过MRI区分肿瘤的真实进展。临床上需要更好的治疗反应评价体系与MRI相结合,以判断肿瘤的进展和复发,而外周血生物标志物将有助于识别早期肿瘤复发。

  外泌体DNA。

  Garcia-Romero等特定的序列变化,如异柠檬酸脱氢酶1(IDH1)G395A;后来,Vaidya等在肿瘤细胞来源的外泌体中发现了高表达在胶质母细胞瘤干细胞中的NANOGP8基因,被认为是肿瘤细胞阳性率最高的潜在生物学标志物。胶质母细胞瘤来源的外泌体可携带肿瘤特征蛋白标志物,主要包括表皮生长因子受体(EGFR)、EGFRVI、IDH1R132H等。然而,目前最受关注的胶质母细胞瘤来源的外泌体相关蛋白是热休克蛋白(HSP),它可以促进细胞外基质(ECM)的降解,其高表达与肿瘤细胞的入侵、迁移、不良预后和耐药性呈正相关,并可以刺激细胞增殖和抑制细胞死亡。

  在治疗方面,研究表明,抑制热休克蛋白的表达可以降低胶质母细胞瘤细胞外基质和上皮间质转化(EMT)标志物的表达,增加肿瘤细胞对化疗药物和辐射的敏感性。因此,可以推断,热休克蛋白抑制剂可能对胶质瘤的治疗有一定的应用前景。Carusobavisoto认为,含有热休克蛋白的外泌体可用于胶质母细胞瘤的诊断。治疗和预测预后,预计将成为潜在的抗肿瘤疫苗或靶向肿瘤细胞的治疗载体。研究还发现,胶质母细胞瘤来源的DNM3、P65蛋白及其RNA表达增加,P53表达增加,表明上述蛋白质可能成为监测胶质母细胞瘤患者药物化疗效果的生物标志物。

  根据已公布的研究结果,共有14种胶质母细胞瘤产生的细胞外囊泡蛋白(如PSMD2.ACTR3.APP.ANXA1.CALR.CTSD.IGF2R.ECM1.GAPDH.IPO5.ITGB1.MVP.PSAP和PDCD6IP)与肿瘤细胞侵袭性呈正相关,而其他蛋白质(如PDCD6IP和ACTR3)则与负责调节肿瘤细胞侵袭性的分子(如肌动蛋白调节复合物Arp2/3、Wiskot-Aldrich综合征蛋白(WASP)等)相互作用。

  血清外泌体RNA聚合酶1和转录释放因子(PTRF)高表达是肿瘤病理分类的危险因素(HR=5.840,P.001),表明细胞因子也可能是肿瘤生物学的潜在标志物和治疗目标。此外,外泌体中高表达的组蛋白H2AX可诱导胶质母细胞瘤细胞凋亡。上述研究表明,检测外泌体特定蛋白质的表达水平可以监测肿瘤细胞的耐药性,并指导临床治疗。

  外泌体非编码RNA。

  (1)MiRNA:它是一种短的非编码RNA,具有调节靶基因MRNA表达的功能,在不同类型的组织和细胞中的表达变化差异很大。MiRNA作为一种癌基因或癌基因,参与了肿瘤发展的多个环节。MiRNA在肿瘤患者体内的表达谱与正常人有很大的不同。目前,它已被用作临床诊断或研究的生物标志物,以监测肿瘤的发展。与体液或血液循环中的MiRNA相比,核酸酶和蛋白酶不被核酸酶和蛋白酶降解。因此,从外周血液或体液外泌体中分离出来的RNA(包括MiRNA)具有更高的丰度和肿瘤特异性。外泌体也可作为潜在的干预目标和抗肿瘤药物输送的稳定载体,在MiRNA替代疗法中发挥重要作用。

  胶质母细胞瘤外泌体MiRNA的表达谱与正常组织有显著差异。通过逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)的观察,发现胶质母细胞瘤患者外周血MiRNA-320.MiRNA-574-3p和RNU6-1表达较高。研究人员认为,这三种蛋白质可以作为诊断胶质母细胞瘤的生物标志物联合使用。此外,血清外泌体MiRNA-301a的表达变化也可以反映胶质母细胞瘤的进展和病理变化。通过降低同源性磷酸酶-张力蛋白(PTEN)的表达,激活丝氨酸/苏氨酸激酶(AKT)和局部粘附斑激酶(FAK)信号转导通路,作为进展期胶质母细胞瘤的预后因素。

  此外,外泌体携带的MiRNA-148a还可以通过靶向细胞粘附分子1(CADM1)激活信号传输和激活因子3(STAT3)信号传输通路,促进肿瘤细胞迁移;MiRNA和MiRNA-21可以影响胰岛素样生长因子结合蛋白3(IGFBP3)等多种分子通路。逆转录富含半胱氨酸蛋白(RECK)和基质金属蛋白酶组织抑制因子3(TIMP3),也可作为胶质母细胞瘤患者诊断和治疗的生物标志物,特别是基于脑脊液的MiRNA-21检测。

  胶质母细胞瘤患者脑脊液中分离获得的外泌体MiRNA-151a表达下降,与替莫唑胺化疗不敏感有关。提高其表达水平可以提高替莫唑胺耐药性患者的疗效,与血清来源的外泌体MiRNA-151a表达没有区别。

  (2)长链非编码RNA:近年来的研究表明,长链非编码RNA(LNCRNA)具有稳定的二级结构,可作为各种肿瘤的外周标志物。LNCRNA含有200个或更多的核苷酸,不编码任何蛋白质。它是DNA与特异性染色质重建活动之间的界面。它可以从基因间区域转录到不同的基因组位点,并通过组织和细胞特异性调节癌基因或癌基因的表达。

  HOTAIR是胶质母细胞瘤特异性长链非编码RNA中的一种。TAN采用实时荧光定量PCR法观察43例胶质母细胞瘤患者血清HOTAIR表达变化。结果表明,与对照者相比,胶质母细胞瘤患者血清HOTAIR表达水平明显高于低级胶质瘤患者,受试者工作特征(ROC)曲线下面积(AUC)为0.913。

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