题目：Mesenchyma stem cells as natural bio-factories for exosomes carrying miR-124a in the treatment of gliomas
期刊：Neuro-Oncology
影响因子：7.786
主要技术：
1. 重组病毒包装：慢病毒包装、稳转株；
2. 分子生物学：Cre-loxP位点特异性重组酶系统；
3. 检测分析：WST-1、Transwell、qRT-PCR、Western blot、纳米颗粒跟踪分析技术；
4. 动物实验：裸鼠颅内移植瘤模型
研究背景
胶质母细胞瘤是星形细胞肿瘤中恶性程度最高的胶质瘤，已有研究表明microRNAs（miRs）有希望成为胶质母细胞瘤的新型治疗方法。然而，何种miRs对抗胶质母细胞瘤的效果最佳，以及如何将miRs递送至胶质母细胞瘤是目前尚未解决的问题。本文通过功能筛选，作者发现miR-124a抗胶质瘤的效果最为显著，使用含有miR-124a的慢病毒载体感染间充质干细胞（MSCs），并用分离获得的外泌体处理胶质瘤干细胞（GSCs）后发现GSCs的活力显著下降，体内实验证实Exo-miR124能使颅内移植GSCs的小鼠存活更久。研究表明miR-124a通过沉默FOXA2导致细胞内脂质积聚异常从而引起细胞凋亡。因此，MSCs可以作为一个产生exo-miR124的天然生物工厂来参与抗胶质瘤治疗。
研究内容及结果
1. miR-124a是一种能有效抗胶质瘤的microRNA
基于数据查询，作者选取8个研究报道具有抗胶质瘤特性的miRs进行初步筛选。采用慢病毒载体将这些miRs分别转移至5种不同的GSCs，通过WST-1测定发现在所有GSCs细胞系中miR-124a引起细胞增殖能力降低的效果最显著，表明miR-124是最为有效的抗胶质瘤microRNA。
期刊：Neuro-Oncology
影响因子：7.786
主要技术：
1. 重组病毒包装：慢病毒包装、稳转株；
2. 分子生物学：Cre-loxP位点特异性重组酶系统；
3. 检测分析：WST-1、Transwell、qRT-PCR、Western blot、纳米颗粒跟踪分析技术；
4. 动物实验：裸鼠颅内移植瘤模型
研究背景
胶质母细胞瘤是星形细胞肿瘤中恶性程度最高的胶质瘤，已有研究表明microRNAs（miRs）有希望成为胶质母细胞瘤的新型治疗方法。然而，何种miRs对抗胶质母细胞瘤的效果最佳，以及如何将miRs递送至胶质母细胞瘤是目前尚未解决的问题。本文通过功能筛选，作者发现miR-124a抗胶质瘤的效果最为显著，使用含有miR-124a的慢病毒载体感染间充质干细胞（MSCs），并用分离获得的外泌体处理胶质瘤干细胞（GSCs）后发现GSCs的活力显著下降，体内实验证实Exo-miR124能使颅内移植GSCs的小鼠存活更久。研究表明miR-124a通过沉默FOXA2导致细胞内脂质积聚异常从而引起细胞凋亡。因此，MSCs可以作为一个产生exo-miR124的天然生物工厂来参与抗胶质瘤治疗。
研究内容及结果
1. miR-124a是一种能有效抗胶质瘤的microRNA
基于数据查询，作者选取8个研究报道具有抗胶质瘤特性的miRs进行初步筛选。采用慢病毒载体将这些miRs分别转移至5种不同的GSCs，通过WST-1测定发现在所有GSCs细胞系中miR-124a引起细胞增殖能力降低的效果最显著，表明miR-124是最为有效的抗胶质瘤microRNA。
2.MSCs能够有效地将miR-124a转移至GSCs
作者使用慢病毒包装miR-124a并感染MSCs，通过Transwell与WST-1以及台盼蓝染色结合证实MSCs-miR124导致GSCs的增值能力显著下降，暗示MSCs可通过某种方式将miR-124a转移至GSCs。
3. MSCs将miR-124a包装至外泌体并进一步转移至GSCs
作者通过透射电镜观察、纳米颗粒跟踪分析技术结合对外泌体标记蛋白的Western blot检测证实MSCs释放的颗粒是外泌体，且外泌体中miR-124a的含量显著上调。进一步通过Cre-loxP位点特异性重组酶系统结合qRT-PCR和Western blot检测证实外泌体能够将功能性的RNA分子转移至肿瘤细胞。
作者通过透射电镜观察、纳米颗粒跟踪分析技术结合对外泌体标记蛋白的Western blot检测证实MSCs释放的颗粒是外泌体，且外泌体中miR-124a的含量显著上调。进一步通过Cre-loxP位点特异性重组酶系统结合qRT-PCR和Western blot检测证实外泌体能够将功能性的RNA分子转移至肿瘤细胞。
4. 携带miR-124a的外泌体在小鼠体内能够有效对抗胶质瘤
研究表明，在裸鼠额叶内移植GSC267细胞一周后，分别通过腹腔注射和静脉注射携带miR124的外泌体（Exo-miR124）能够使裸鼠存活时间更长。组织切片结果表明，裸鼠脑部的肿瘤完全消退，证实Exo-miR124在小鼠体内同样能够有效对抗胶质瘤。
研究表明，在裸鼠额叶内移植GSC267细胞一周后，分别通过腹腔注射和静脉注射携带miR124的外泌体（Exo-miR124）能够使裸鼠存活时间更长。组织切片结果表明，裸鼠脑部的肿瘤完全消退，证实Exo-miR124在小鼠体内同样能够有效对抗胶质瘤。
5. Exo-miR124抑制FOXA2的表达并改变GSCs的脂质代谢
作者通过体内和体外实验检测已知的miR124-a靶基因蛋白表达水平，发现仅FOXA2的表达量显著下调。慢病毒介导的不同水平的FOXA2干扰表达同样引起GSCs的增殖能力，从而产生对应剂量效应的下降。互补实验以及进一步的油红O染色和Western blot检测结果表明，miR-124a通过下调FOXA2的表达引起细胞内脂质积累，最终导致肿瘤细胞凋亡。
作者通过体内和体外实验检测已知的miR124-a靶基因蛋白表达水平，发现仅FOXA2的表达量显著下调。慢病毒介导的不同水平的FOXA2干扰表达同样引起GSCs的增殖能力，从而产生对应剂量效应的下降。互补实验以及进一步的油红O染色和Western blot检测结果表明，miR-124a通过下调FOXA2的表达引起细胞内脂质积累，最终导致肿瘤细胞凋亡。
文章小结
本文首先通过筛选确定了miR-124a是最有效的抗胶质瘤microRNA，以慢病毒为载体将miR-124a转移至MSCs后发现其分泌的外泌体中同样携带miR-124a，体内体外实验均表明Exo-miR124能够抑制GSCs的增殖。进一步的机理研究发现miR-124a通过下调FOXA2的表达从而引起细胞内脂质积累，导致脂质代谢异常并最终引起肿瘤细胞凋亡。本文首次提出MSCs可以用于离体生产携带抗胶质瘤microRNA的外泌体，以期实现消除恶性神经胶质瘤。
解析文献
Lang FM, Hossain A, Gumin J, et al. Mesenchymal stem cells as natural biofactories for exosomes carrying miR-124a in the treatment of gliomas. Neuro Oncol. 2017; doi:10.1093/neuonc/nox152.
参考文献
1. Bora RS, Gupta D, Mukkur TK, Saini KS. RNA interference therapeutics for cancer: challenges and opportunities (review). Mol Med Rep. 2012;6(1):9-15.
2. Huntzinger E, Izaurralde E. Gene silencing by microRNAs: contributions of translational
repression and mRNA decay. Nat Rev Genet. 2011;12(2):99-110.
3. Kamerkar S, LeBleu VS, Sugimoto H, et al. Exosomes facilitate therapeutic targeting of oncogenic KRAS in pancreatic cancer. Nature. 2017;546(7659):498-503.
4. Li Z, Rana TM. Therapeutic targeting of microRNAs: current status and future challenges. Nat
Rev Drug Discov. 2014;13(8):622-638.
5. Parker Kerrigan BC, Shimizu Y, Andreeff M, Lang FF. Mesenchymal stromal cells for the
delivery of oncolytic viruses in gliomas. Cytotherapy. 2017;19(4):445-457.
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本文首先通过筛选确定了miR-124a是最有效的抗胶质瘤microRNA，以慢病毒为载体将miR-124a转移至MSCs后发现其分泌的外泌体中同样携带miR-124a，体内体外实验均表明Exo-miR124能够抑制GSCs的增殖。进一步的机理研究发现miR-124a通过下调FOXA2的表达从而引起细胞内脂质积累，导致脂质代谢异常并最终引起肿瘤细胞凋亡。本文首次提出MSCs可以用于离体生产携带抗胶质瘤microRNA的外泌体，以期实现消除恶性神经胶质瘤。
解析文献
Lang FM, Hossain A, Gumin J, et al. Mesenchymal stem cells as natural biofactories for exosomes carrying miR-124a in the treatment of gliomas. Neuro Oncol. 2017; doi:10.1093/neuonc/nox152.
参考文献
1. Bora RS, Gupta D, Mukkur TK, Saini KS. RNA interference therapeutics for cancer: challenges and opportunities (review). Mol Med Rep. 2012;6(1):9-15.
2. Huntzinger E, Izaurralde E. Gene silencing by microRNAs: contributions of translational
repression and mRNA decay. Nat Rev Genet. 2011;12(2):99-110.
3. Kamerkar S, LeBleu VS, Sugimoto H, et al. Exosomes facilitate therapeutic targeting of oncogenic KRAS in pancreatic cancer. Nature. 2017;546(7659):498-503.
4. Li Z, Rana TM. Therapeutic targeting of microRNAs: current status and future challenges. Nat
Rev Drug Discov. 2014;13(8):622-638.
5. Parker Kerrigan BC, Shimizu Y, Andreeff M, Lang FF. Mesenchymal stromal cells for the
delivery of oncolytic viruses in gliomas. Cytotherapy. 2017;19(4):445-457.
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