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.2014年1月7日;111(1):291-6.
doi:10.1073/pnas.1314341111。 Epub 2013年12月24日。

miR-218对抗间充质胶质母细胞瘤中的关键RTK-HIF通路

附属公司

miR-218对抗间叶胶质母细胞瘤中的关键RTK-HIF通路

利霍伊·K·马修等。 美国国家科学院程序. .

摘要

多形性胶质母细胞瘤(GBM)尤其是间叶性GBM亚型是高度恶性肿瘤,经常出现严重缺氧和坏死区域。由于这些特征与预后不良相关,我们研究了可能调节缺氧GBM细胞生存和生长的microRNA。我们确定,microRNA-218(miR-218)在高度坏死的间充质性GBM中的表达显著降低,原位肿瘤研究表明,miR-218miR-218/表达降低导致GBM对化疗产生耐药性。重要的是,miR-218以受体酪氨酸激酶(RTK)信号通路的多个成分为靶点,miR-288的阻遏增加了多个RTK效应器的丰度和活性。这种升高的RTK信号也促进低氧诱导因子(HIF)的激活,尤其是HIF2α。我们进一步表明,RTK介导的HIF2α调控通过jun原癌基因依赖于JNK。总之,我们的研究结果确定了一种miR-218-RTK-HIF2α信号轴,它促进GBM细胞的存活和肿瘤血管生成,特别是在坏死的间充质肿瘤中。

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利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。

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图1。
图1。
miR-218型在高度坏死的间叶性GBM中观察到表达(A类)miR-218型miR-210型GBM高、低坏死率患者样本中的水平。(B类)miR-218在GBM患者和正常脑组织中的表达(P(P)< 0.0001). (C类)通过定量RT-PCR分析从宾夕法尼亚大学获得的人类GBM患者样本(红色;G1-G30)和正常脑组织(绿色;B1-B12)中miR-218的表达。GBM患者样本G1归一化为1的相对表达(P(P)< 0.0001). (D类E类)miR公司-218间充质(MSN)和原神经(PN)GBM亚型的水平根据两种不同的已发表分类方法,Verhaak等人的聚类(6)(P(P)=0.0001)和Phillips等人(5)(P(P)<0.0001). 对于所有统计分析*P(P)< 0.05, **P(P)< 0.005, ***P(P)< 0.0005. 数据表示为平均值±SEM。
图2。
图2。
miR-218型增加GBM细胞对化疗应激的敏感性并影响原位人脑肿瘤的生长。(A类)显示颅内GSC移植日期(D0)、TMZ治疗日期(D12)和动物死亡日期(D25)的示意图。(B类左侧)GFP的冷冻+GSC T3691-SCR/218肿瘤区域在颅内注射TMZ后12天接受治疗,13天后收获(D25)。Tum-3691-SCR-TMZ的代表性图像(b)和Tum-3691–218-TMZ(b′)显示了。(比例尺:1毫米。)n个=5个。(B类赖特)GFP的量化+Tum-3691-SCR-TMZ和Tum-3691–218-TMZ组的肿瘤面积(以任意单位表示)。(C类)示意图显示颅内U87MG移植、TMZ治疗和动物死亡的天数。(D类左侧)动物U87-SCR/218肿瘤的H&E切片,在颅内注射后10天用TMZ治疗,10天后杀死。U87-SCR-TMZ代表性图片(d日)和U87-218-TMZ(d′)显示了。(比例尺:1 mm。)n个=每个4个。(D类赖特)U87-SCR-TMZ和U87-218-TMZ肿瘤的区域(以任意单位表示)。(E类)T3691-SCR-TMZ和T3691-218-TMZ组原位脑肿瘤切片的免疫荧光图像和核HMGB1染色定量。(比例尺:5µm)n个=每个4个。(F类)U87-SCR-TMZ和U87-218-TMZ小鼠脑切片的代表性图像,描绘了U87-218-TMZ组核HMGB1的丢失。(比例尺:5µm)n个= 4. (G公司)Kaplan–Meier曲线表明,与用二甲基亚砜或TMZ治疗的U87-218组相比,携带U87-SCR原位肿瘤的小鼠的存活率存在差异。n个=8个。(H(H))Kaplan–Meier生存曲线基于高低miR-218型骨髓间充质干细胞在接受放射或化学治疗的患者中的表达[Verhaak等人,聚类分析(6),P(P)=0.0349;Phillips等人,聚类(5),P(P)= 0.0257]. 对于所有统计分析*P(P)< 0.05, *P(P)< 0.005, ***P(P)< 0.0005. 数据表示为平均值±SEM。
图3。
图3。
多种RTK途径成分的鉴定miR-218型目标。(A类)GSEA显示了miR-218型靶基因和miR-218型表达式。热图显示每个患者(行)的目标基因(列)的表达,橙色表示高表达,蓝色表示低表达。对于每个患者,对应的miR-218型水平显示在热图右侧的点图中。每个基因的基因得分与总得分一起显示在热图上方的图中P(P)值。负基因评分表示与miR-218型. (B类)Western blot显示稳定后PLCγ1、EGFR、ARAF和PIK3C2A蛋白的丰度miR-218型在U87MG细胞中表达。蛋白质表达的量化值代表两个实验的平均值。β-管蛋白用作负荷对照。(C类)RPPA数据库中与miR-218型表达式显示在heatmap中(红色表示高表达,绿色表示低表达)。每列是一个样本,每行是一个磷酸蛋白。miR-218型水平在热图下方的图中显示。(D类)miR-218型基于Verhaak等人(6)和Phillips等人(5)的聚类方法,间充质(MSN)和原神经(PN)GBM亚型中的靶基因。所示为每个亚型患者的宏基因值分布的盒形图和须形图。(E类)Western blot显示用EGFRvIII(vIII)或“死亡激酶”(DK)构建物转导的U87-SCR或U87-218细胞中EGFRvII磷酸化。(F类G公司)颅内注射TMZ后第12天对小鼠进行H&E切片并对U87-SCR-DK、U87-218-DK和U87-SCR-vIII肿瘤进行量化,13天后处死。(比例尺:1 mm。)n个=6个。对于所有统计分析*P(P)< 0.05, **P(P)< 0.005, ***P(P)< 0.0005. 数据表示为平均值±SEM。
图4。
图4。
miR-218型通过减少RTK信号调节HIF活性。(A类)GSEA证明HIF特征与miR-218基因表达式。热图显示每个患者(行)的HIF特征基因表达(列),橙色表示高表达,蓝色表示低表达(有关HIF标志基因列表,请参阅图S2). 对于每个患者miR-218型在热图右侧的点图中显示。每个基因的基因得分与总得分一起显示在热图上方的图中P(P)值。负基因得分与miR-218基因. (B类C类)HIF靶基因(B类)和HIF1αHIF2α转录水平(C类)异位时在T3691 GSC细胞中miR-218型表达式。(D类)HIF1αHIF2α特定EGFR抑制(EGFRi)或一般RTK抑制(RTKi)后的转录水平。(E类F类)HIF1αHIF2αsiRNA介导的jun原癌基因(c-jun)抑制的mRNA水平(E类)或JNK抑制(JNKi)(F类)在GSC细胞中。(G公司)的表达式HIF1αHIF2α暴露于21%O后的mRNA水平2,0.5%O2,或0.5%O2+GSC细胞中JNK抑制(JNKi)24小时。(H(H))T3691-SCR和T3691-218原位脑肿瘤切片中的CD31和SMA免疫荧光。(比例尺:5µm)n个= 4. ()SMA的量化+T3691-SCR和T3691-218切片中分别显示血管和周细胞覆盖的区域。(J型)SMA百分比+血管总面积的面积覆盖率(CD31+)肿瘤-3691-SCR和肿瘤-3691~218中。本文描述的所有表达研究均一式三份进行。对于所有统计分析*P(P)< 0.05, **P(P)< 0.005, ***P(P)< 0.0005. 数据表示为平均值±SEM。
图5。
图5。
miR-218基因–RTK–间叶性GBM中的HIF信号轴(A类B类)骨髓间充质干细胞HIF原基因的表达(A类)和前肢神经的(B类)GBM高或低miR-218型级别基于Verhaak等人(6)和Phillips等人(5)的聚类方法(TCGA数据)。方框和胡须图显示了后基因值的分布miR-218型各亚型患者的状态。(C类)示意图描述了miR-218型抑制RTK信号的多个成分,从而对RTK和HIF激活产生累积影响,有利于GBM生长和肿瘤血管生成。红色和绿色分别表示表达增加和表达减少。

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