Nature Cell Biology报道pre-miRNA进入肿瘤微泡的调控机制
肿瘤分泌的微泡携带生物活性分子，可以转移到受体细胞，影响肿瘤进展。最新一项发表在Nature Cell Biology的研究表明，ARF6通过与pre-miRNA-Exportin-5复合物的相互作用驱使miRNA加载到肿瘤微泡中，从而揭示肿瘤微泡特定货物的包装机制。
受调节的细胞外囊泡（EV）释放现在被认为是细胞间通讯的重要手段。其中，从肿瘤细胞释放的微泡（TMV）已成为肿瘤发病机制、转移和通讯的关键参与者。与外泌体不同，肿瘤TMV通过从质膜直接出芽进入细胞外空间而产生，它们可以与局部肿瘤微环境内或远端位点处的受体细胞相互作用并影响受体细胞。直接释放到细胞外空间使得TMV可从外周体液中分离并检测。
肿瘤微泡的生物发生受到细胞控制的严格调节。现在已知TMV释放至少部分地受到由小GTP酶活化控制的信号传导途径的调节，包括ADP-核糖基化因子6（ARF6）、RhoA和Rab22A。TMV的出芽趋向于内在收缩机械的激活，以促进成熟TMV的形成和释放。虽然一些“货物”来自内体膜的再循环，但某些其他内体组分被排除在释放的TMV之外，因此TMV货物是选择性募集的。例如，研究显示MT1-MMP和vSNARE VAMP-3之间的关联指导蛋白酶货物通过内体系统运输到TMV形成的位点。此外，研究表明，arrestin 1结构域蛋白1（ARRDC1）将ESCRT-I亚基TSG101募集到质膜，导致含有TSG101、ARRDC1和其它细胞蛋白的小微泡的释放。进一步研究TMV货物运输、递送的调节机制对于促进我们对TMV生物发生的理解是必要的。
TMV的许多功能性调节作用源于其多样的生物活性货物，包括蛋白酶、细胞表面受体、核酸和活性脂质。生物活性货物的水平转移代表了这些囊泡可以通过其改变受体细胞的机制。在能够改变受体细胞的基因表达的核酸中，miRNA变得越来越重要。已经在多种癌症中观察到了miRNA的失调，它们靶向肿瘤抑制因子和相关蛋白质，导致患者预后不良。
miRNA已进化为抑制体细胞组织中不需要的遗传物质和转录物。它们的形成开始于包含一个或多个发夹结构和末端环的初级miRNA序列的转录物。在出核之前，通过含有DGCR和Drosha的复合物将初级miRNA加工成pre-miRNA。pre-miRNA通过输入蛋白β样核输出受体Exportin-5与Ran-GTP一起从细胞核输出，最终被Dicer切割成大约22-nt miRNA。
通常，EV中包含的RNA货物反映了细胞质中RNA含量的水平和类型，由EV生物发生的模式以及来源细胞的类型和生理状态决定。自从鉴定EV中的miRNA以来，已经提出了各种机制来解释其如何分选进外泌体。据报道，RNA结合蛋白，Y-box蛋白1和SUMO化的hnRNPA2B1在特定序列基序上结合miRNA并介导它们向外泌体的运输。已显示nSMase2的过表达增加外泌体miRNA。Argonaute-2被认为部分通过P小体与多泡体的细胞质膜的KRAS依赖性结合来控制miRNA的负载。此外，先前报道外泌体中pre-miRNA的存在以及CD43介导的Dicer积累允许在外泌体内进行pre-miRNA加工。
pre-miRNA分选和进入TMV的机制远没有那么明确。该研究报道了ARF6-GTP和Exportin-5之间的相互作用将pre-miRNA复合物的运输到TMV生物发生的位点，从而包含在TMV货物中。这涉及将pre-miRNA与Exportin-5一起从Ran-GTP核输出复合物移交到ARF-鸟嘌呤核苷酸交换因子（GEF）支架，其对于ARF6-GTP依赖性递送至TMV是必需的。Exportin-5与ARF6相互作用能力的破坏不仅导致缺乏Exportin-5的TMV的释放，而且导致TMV miRNA货物的减少。
EV的生物形成和miRNA的包装
总之，该研究描述了miRNA货物向新生TMV递送的分子途径，其涉及核输出后来自Ran-GTP的pre-miRNA/Exportin-5复合物的解离及其随后转移至由ARF6组成的细胞质穿梭物ARF6-GTP和GRP1。因此，ARF6活化通过需要酪蛋白激酶2介导的RanGAP1磷酸化的过程增加TMV内包含的pre-miRNA货物。此外，发现TMV含有pre-miRNA加工机制，包括Dicer和Argonaute-2，从而可以在囊泡内进行无细胞的pre-miRNA加工。
参考文献：James W. Clancy, Ye Zhang, Colin Sheehan & CrislynD’Souza-Schorey. An ARF6–Exportin-5 axis delivers pre-miRNA cargo to tumour microvesicles. Nature Cell Biology (2019) DOI: 10.1038/s41556-019-0345-y
Gonçalo Rodrigues, Haiying Zhang & David Lyden. Tumour vesicular micromachinery uncovered. Nature Cell Biology (2019) DOI: 10.1038/s41556-019-0351-0
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