Zeitschrift für Stammzellforschung und -therapie

Abstrakt

Differenzielle miRNA-Expression trägt zur Entstehung mehrerer Krebsstammzell-Subpopulationen bei menschlichem Dickdarmkrebs bei

Victoria A. Stark, Caroline OB Facey, Lynn M. Opdenaker, Jeremy Z. Fields, Bruce M. Boman1

Ein Grund für die mangelnde Wirksamkeit von Krebstherapeutika ist die Tumorheterogenität. Wir gehen von der Hypothese aus, dass Tumorheterogenität durch die Entstehung mehrerer Subpopulationen von Krebsstammzellen (CSC) entsteht, da miRNAs die Expression von Stammzellgenen in CSCs regulieren. Unser Ziel war es, festzustellen, ob i) mehrere CSC-Subpopulationen in einer menschlichen CRC-Zellpopulation existieren und ii) miRNAs in den verschiedenen CSC-Subpopulationen unterschiedlich exprimiert werden. Wir haben festgestellt, dass in der HT29-Zelllinie mindestens vier verschiedene CSC-Populationen (ALDH1, CD166, LGR5 und LRIG1) existieren. CSC-Subpopulationen wurden mittels Co-Färbung für mehrere Stammzellmarker quantifiziert, mittels FACS isoliert und mittels NanoString-miRNA-Profiling analysiert. Das miRNA-Expressionsmuster in jeder CSC-Subpopulation wurde im Verhältnis zu den miRNA-Expressionsmustern in anderen CSC-Subpopulationen analysiert. Messenger-RNAs, die voraussichtlich von den hochregulierten miRNAs in jeder CSC-Subpopulation angesteuert werden, wurden: 1) mithilfe bioinformatischer Analysen identifiziert und 2) mithilfe von David-Funktionsannotationsanalysen entsprechend ihrer vorhergesagten Funktionen klassifiziert. Wir fanden in jeder CSC-Subpopulation mehrere CSC-Subpopulationen mit einer einzigartigen miRNA-Signatur. Insbesondere wird vorhergesagt, dass die innerhalb einer CSC-Subpopulation exprimierten miRNAs die CSC-Gene und -Signalwege ansteuern und herunterregulieren, die die anderen CSC-Subpopulationen bilden. Darüber hinaus haben mRNAs, die voraussichtlich von miRNAs in den verschiedenen CSC-Subpopulationen angesteuert werden, unterschiedliche zelluläre Funktionsklassifizierungen. Dass verschiedene CSC-Subpopulationen miRNAs exprimieren, die voraussichtlich auf CSC-Gene angreifen, die in anderen CSC-Subpopulationen exprimiert werden, bietet einen Mechanismus, der das gleichzeitige Vorhandensein mehrerer CSC-Subpopulationen, Tumorheterogenität und Krebstherapieresistenz erklären könnte.