MicroRNA-448 unterdrückt die Proliferation, Migration und Invasion der Gliomzelllinie U251 durch Targeting von B-Zell-Lymphom-2
Gliome zählen zu den häufigsten malignen Tumoren des zentralen Nervensystems und sind durch hohe Aggressivität sowie eine mediane Überlebenszeit von weniger als zwei Jahren nach Diagnosestellung gekennzeichnet. B-Zell-Lymphom-2 (BCL-2), ein Schlüsselregulator der Apoptosesignalgebung, stellt einen ungünstigen prognostischen Faktor bei Gliomen dar. Die Überexpression von BCL-2 hemmt die Apoptose, ein Phänomen, das bei zahlreichen Krebsarten beobachtet wird. Das komplexe regulatorische Netzwerk der Apoptose wurde inzwischen besser verstanden, wobei BCL-2-Inhibitoren in klinischen Studien vielversprechende Ergebnisse zeigen. Zusätzlich bietet die Identifizierung von Upstream-Signalmechanismen, die die Expression und Funktion von BCL-2 steuern, weitere therapeutische Angriffspunkte. MicroRNAs (miRNAs), nichtkodierende RNAs mit einer Länge von 18 bis 25 Nukleotiden, regulieren die Genexpression durch Bindung an die 3′-untranslatierten Regionen (3′-UTR) von Ziel-mRNAs, was zur translationsabhängigen Repression oder zum Abbau der mRNA führt. miRNAs gelten als vielversprechende Biomarker und potenzielle therapeutische Werkzeuge.
In dieser Studie wurden Gliomgewebe und peritumorales Gewebe von Patienten gewonnen, die zwischen 2010 und 2015 eine Gliomresektion am Dritten Affiliierten Krankenhaus der Soochow-Universität durchliefen. Die Studie wurde von der Ethikkommission des Krankenhauses genehmigt, und alle Teilnehmer gaben ihr informiertes Einverständnis. Mithilfe der Datenbanken miRDB, TargetScan und miRNA wurden miRNAs vorhergesagt, die BCL-2 targeten. Nur miR-448 und miR-204-5p wurden in allen drei Datenbanken als BCL-2-targetende miRNAs identifiziert. Während miR-204-5p bereits als Inhibitor der Gliomprogression durch BCL-2-Targeting beschrieben wurde, ist die Rolle von miR-448 in Gliomen bislang unzureichend erforscht. Aktuelle Studien deuten darauf hin, dass miR-448 das Onkogen CTTN herunterreguliert und dadurch die Proliferation hemmt sowie Apoptose in Gliomzelllinien induziert. Dennoch blieb die Expression von miR-448 in Gliomgeweben und sein mögliches Targeting von BCL-2 in Gliomen ungeklärt.
Die Expressionslevel von BCL-2 und miR-448 wurden in 20 Gliomgeweben, 20 peritumoralen Geweben sowie in zwei Gliomzelllinien (U251 und U373 MG Uppsala) und der normalen humanen Astrozytenzelllinie (HEB) mittels quantitativer Echtzeit-Polymerasekettenreaktion (qRT-PCR) gemessen. Die Ergebnisse zeigten eine Hochregulation von BCL-2 in Gliomgeweben und -zelllinien im Vergleich zu normalem Gewebe, während miR-448 herunterreguliert war. Eine negative Korrelation zwischen miR-448- und BCL-2-Expression in Gliomgeweben legt nahe, dass die Herunterregulation von miR-448 zur BCL-2-Überexpression beiträgt.
Um die Hypothese zu validieren, dass miR-448 BCL-2 targetet, wurden die 3′-UTR von BCL-2 mit zwei potenziellen miR-448-Bindungsstellen sowie Mutationsstellen in den psi-check2-Vektor kloniert. Die kodierende Sequenz von BCL-2 ohne 3′-UTR wurde in den pcDNA3.1-Vektor kloniert. Diese Konstrukte wurden zusammen mit einem miR-448-Mimic oder einer Negativkontrolle in Hela-Zellen transfiziert. Die Luciferaseaktivität wurde mittels eines Dual-Luciferase-Reporter-Systems analysiert, wobei die relative Luciferaseaktivität auf die Renilla-Luciferase-Aktivität normiert wurde. Die Ergebnisse bestätigten, dass miR-448 BCL-2 in Gliomzellen direkt targetet.
Weitere Experimente umfassten die Transfektion der Gliomzelllinie U251 mit miR-448-Mimic, allein oder in Kombination mit pcDNA3.1-BCL-2, um Zellproliferation, Koloniebildung und Invasionsfähigkeit zu untersuchen. Die Ergebnisse zeigten, dass miR-448 in Gliomgeweben und -zelllinien herunterreguliert ist und sein Expressionslevel negativ mit der BCL-2-Expression korreliert. Die Transfektion mit miR-448-Mimic führte zur Herunterregulation von BCL-2 in U251-Zellen, unterdrückte die Zellproliferation, Koloniebildung und Invasion. Die Überexpression von BCL-2 kehrte die miR-448-vermittelte Suppression dieser zellulären Prozesse in U251-Zellen um.
Diese Studie belegt, dass miR-448 direkt BCL-2 targetet und in Gliomgeweben herunterreguliert ist. miR-448 fungiert als tumorsuppressive miRNA durch die Hemmung der BCL-2-Expression, was sein Potenzial als Biomarker und therapeutische Strategie für Gliompatienten unterstreicht. Die Ergebnisse betonen die Bedeutung von miR-448 in der Regulation der BCL-2-Expression und seiner Rolle bei der Unterdrückung von Proliferation, Migration und Invasion in Gliomzellen.
Die Studienergebnisse werden durch qRT-PCR-Daten gestützt, die eine Hochregulation von BCL-2 und Herunterregulation von miR-448 in Gliomgeweben und -zelllinien im Vergleich zu normalem Gewebe zeigen. Die negative Korrelation zwischen miR-448 und BCL-2 in Gliomgeweben unterstreicht die regulatorische Beziehung zwischen diesen Molekülen. Der Dual-Luciferase-Reporter-Assay bestätigte das direkte Targeting von BCL-2 durch miR-448, und funktionelle Assays demonstrierten die tumorsuppressiven Effekte von miR-448 in U251-Zellen. Die Überexpression von BCL-2 kehrte die inhibitorischen Effekte von miR-448 auf Zellproliferation, Koloniebildung und Invasion um, was weitere Evidenz für die miR-448/BCL-2-Regulationsachse in Gliomen liefert.
Zusammenfassend fungiert miR-448 als kritischer Regulator der BCL-2-Expression in Gliomen, wobei seine Herunterregulation zum malignen Phänotyp der Gliomzellen beiträgt. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass miR-448 ein wertvoller Biomarker und therapeutischer Target für Gliome sein könnte, der neue Ansätze für miRNA-basierte Therapien eröffnet. Künftige Studien sollten die klinische Anwendung von miR-448 in der Gliomtherapie und seine potenzielle Synergie mit bestehenden Therapiestrategien erforschen.
doi.org/10.1097/CM9.0000000000000572