揭秘！肺癌诊断新方法，miRNA的起源和功能

作者首先通过分析Cancer Cell Line Encyclopedia，绘制了13- miRNA（miR-Test）在954种人类细胞（代表了23种不同组织）内的表达图谱。聚类分析显示，miR-Test在免疫相关细胞系中的细胞内表达模式与LC细胞系有所不同。5种上皮miRNAs （EPI-miRs），包括miR-29a-3p, miR-331-3p, let-7d-5p，miR-30c-5p和miR-328-3p，在非小细胞肺癌中显著富集。相反，血液miRNAs（BLD-miRs），包括miR-92a-3p， miR-140-5p, miR-223-3p, miR-148a-3p, miR-191-5p, miR-484，在免疫源性细胞中富集（下图b）。

作为EPI-miRs和BLD-miRs的代表，作者进一步研究了miR-29a-3p和miR-223-3p在肺腺癌（LUAD）组织和匹配的血清样本中的表达。结果显示， 肿瘤上皮（TE）中miR-29a-3p的表达广泛存在，而肿瘤相关间质（ST）中miR-223-3p的表达更高。在LUAD患者的匹配血清样本中，c-miR-223-3p的丰度高于c-miR-29a-3p（下图f）。

作者通过基因敲低（KD）/过表达（OE）尝试进一步了解miR-29a-3p/miR-223-3p在LUAD中的生物分子活性。在miR-223_OE 细胞中，共有260个基因被显著调控，LUAD细胞中的FBXO8和C1QTNF6基因都受到miR-223-3p/29a-3p OE和KD的调节（图e）。

在miR-223_OE和miR-223_KD 细胞中调节的基因中，有几种炎症通路显著富集，还显著富集“EMT通路”（图f）。过表达miR-223-3p的实验证实了miR-223-3p促进了KRAS wt细胞的细胞迁移和侵袭，且KRAS突变可逆转miR- 223-3p控制LUAD细胞迁移/侵袭的功能。在TCGA LUAD队列的高表达miR- 223-3p肺腺癌样本中，GSEA阳性且显著富集KRAS信号。

作者假设miR-223-3p会在LUAD中发挥促炎作用，从而促进允许性免疫表型（permissive immunophenotype），最终促进肿瘤进展。实验结果显示，miR-223-3p过表达的LUAD细胞系显著抑制了T细胞中IFN-γ的产生（图e），并降低了T细胞的增殖（图f）。此外，miR-223-3p OE诱导促炎细胞因子的整体减少，其中包括IL8，TNF- α, TNF- β以及与适应性免疫相关的细胞因子（如IL4， IL5）和趋化因子（如Eotaxin/-2/- 3， MCP-1/-2/-3/-4, MIP-1-delta, MIP -3- α）。总之，这些结果支持miR-223-3p在LUAD中的多方面作用，在细胞外，miR-223-3p会通过诱导免疫逃逸表型对TME进行重编程，而在细胞内，它会促进LUAD细胞中的癌细胞迁移和侵袭（KRAS wt）。

作者进一步研究了miR-223-3p在侵袭性肺腺癌分子亚型（又名C1- LUAD）中的表达（图f）。结果发现，C1-LUAD亚型中miR-223-3p的表达显著升高。在淋巴结转移的LUAD （N1-2）中miR-223-3p的表达也高于淋巴结阴性（N0）肿瘤（图h）。

作者研究了经过广泛验证13 c-miRs（miR-Test）的细胞起源，同样探索了它们在肺腺癌中的生物学作用。研究结果支持LC c-miR来源于肿瘤细胞和组织微环境（TME）的双重起源，从而加强了肿瘤和组织微环境之间的协同相互作用，以支持肿瘤的生长和进展。miR-223-3p在肺炎病例中最丰富，并且在免疫源细胞中富集。转录组学分析证实miR-223-3p作为一种分子开关，通过促进肿瘤细胞迁移和侵袭来抑制抗肿瘤免疫反应并促进转移进展。此外，miR-223-3p的表达增加是一种侵袭性LUAD分子亚型的标志。这些证据支持c-miR-223-3p诊断LC与炎症反应密切相关，发挥免疫抑制作用，并在靶向肿瘤细胞中诱导侵袭性表型。这表明靶向c-miRs及其调控通路将是治疗肺癌患者的一种有希望的策略。