外泌体是由细胞质中产生，经细胞膜释放，直径在 30~100 nm 之间，携带有母细胞的多种蛋白质、脂类和核酸等物质的一种外囊泡结构。其来源多样，广泛分布于血液、唾液、尿液、脑脊液、乳汁等体液中。近年来，外泌体 RNA 在肿瘤、免疫、神经、心血管等疾病致病机理的研究中扮演了重要角色，对于疾病的早期诊断、预防和治疗具有重要的指导意义，成为研究的热点。
标题：Hypoxic glioma-derived exosomes deliver microRNA-1246 to induce M2 macrophage polarization by targeting TERF2IP via the STAT3 and NF-κB pathways.
影响因子：6.634
研究团队：山东大学齐鲁医院、脑与类脑科学研究院李刚、薛皓课题组研究团队
诺禾致源提供服务：外泌体 smallRNA 转录组建库测序及生信分析
外泌体通过将其内容物递送至受体细胞，在细胞间通讯和调节肿瘤微环境中发挥重要作用。研究表明，缺氧环境可以改变肿瘤外泌体传递遗传物质，进而调节细胞间通讯来影响免疫细胞功能。然而，关于肿瘤外泌体促进免疫抑制微环境的机制尚未明确。山东大学齐鲁医院、脑与类脑科学研究院李刚、薛皓课题组的研究团队此前证明，缺氧可以影响胶质瘤衍生的外泌体（GDEs）的含量，并进一步促进骨髓来源的抑制细胞（MDSCs）的增殖、增强免疫抑制。为了探究缺氧是否也影响胶质瘤衍生的外泌体的遗传物质，诱导 TAM 极化并调节其功能，该团队启动了外泌体 smallRNA 测序工作，在与北京诺禾致源科技股份有限公司的共同努力下，成功揭示了缺氧条件下胶质瘤衍生外泌体 miRNA-1246 诱导 TAM 极化的作用机制。
1. GDE 的鉴定及巨噬细胞对 GDE 的吞噬作用。在本研究中，研究人员首先分离了胶质瘤细胞衍生的外泌体（GDE），并确认 GDE 可以被巨噬细胞内化。结果表明，与常氧胶质瘤衍生的外泌体（N-GDEs）相比，缺氧胶质瘤衍生的外泌体（H-GDEs）显著诱导 M2 巨噬细胞极化，从而在体外和体内促进胶质瘤增殖、迁移和侵袭。
图1 外泌体电镜、粒径、Western-Blot 鉴定检测结果
2. 外泌体 smallRNA测序及定量差异分析确定靶标基因 microRNA-1246。利用 Novaseq SE50 的策略，对正常和缺氧条件下的 GDE 进行了 microRNA 测序分析，筛选差异表达 microRNA。测序结果显示，microRNA-1246 含量在缺氧条件下的外泌体中含量丰富且表达量显著增加；miR-1246 在胶质瘤患者的脑脊液（CSF）中富集，在切除肿瘤后含量又下降。
图2 microRNA 聚类热图分析及 miR-1246 表达量检测
3. 外泌体 miR-1246 靶向调控 TERF2IP 并通过激活 STAT3 途径、抑制 NF-κB 途径诱导 M2 巨噬细胞极化。miR-1246 干扰和 TERF2IP 过表达实验证明 miR-1246 通过靶向 TERF2IP 诱导 M2 巨噬细胞极化；miR-1246 过表达或 TERF2IP 敲除也会促进 STAT3 磷酸化和 IκBα 表达并抑制 NF-κB 磷酸化，而 TERF2IP 过表达抑制 STAT3 磷酸化并促进 NF-κB 磷酸化；此外，miR-1246 过表达可部分减弱 TERF2IP 过表达的影响。
图3 缺氧条件下外泌体 miR-1246 极化 M2 巨噬细胞促进胶质瘤进展过程。H-GDE s中的 miR-1246 靶向调控 TERF2IP，通过激活 STAT3 途径介导 M2 巨噬细胞极化并抑制 NF-κB 途径该研究阐明了缺氧胶质瘤通过外泌体调控 M2 巨噬细胞极化、促进免疫抑制微环境形成的作用机制。研究结果表明胶质瘤患者脑脊液中的 miR-1246 可能是胶质瘤诊断的新型biomarker，靶向 mRNA-1246 治疗可能为治疗抗肿瘤免疫提供新策略。
思路启发：通过外泌体 RNA 测序发现疾病中的 biomarker，后期通过体内体外实验、小鼠模型、互作验证等多角度探索作用机制，更有利于揭示外泌体在疾病中发挥的重要作用。
2019年与外泌体相关的基金项目数多达600项，资金数高达2.5个亿，与去年相比增长40%。
Qian, M., Wang, S., et al. Hypoxic glioma-derived exosomes deliver microRNA-1246 to induce M2 macrophage polarization by targeting TERF2IP via the STAT3 and NF-κB pathways. Oncogene. doi:10.1038/s41388-019-0996-y.
RNA研究部 于怡琳 | 文案
孙津津丨编辑
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