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首都医科大学团队揭示表泌体miRNA推进结直肠癌转移的机理


丽江乐投letou生物报路:肿瘤有关巨噬细胞(TAM)是与癌症转移有关的沉要免疫细胞。。。。。。。。不外,,,, ,,,TAM是否在结直肠癌肝转移中起主导作用还不明显。。。。。。。。近日,,,, ,,,首都医科大学的钻研团队在《Cancer Letters》杂志上发文称,,,, ,,,表泌体miRNA通过加强巨噬细胞的M2极化,,,, ,,,推进CXCL12/CXCR4-诱导的结直肠癌肝转移。。。。。。。。这些了局为预防结直肠癌转移提供了潜在的医治靶点。。。。。。。。

结直肠癌(CRC)是常见的消化路肿瘤,,,, ,,,其发病率和殒命率在全球领域内呈上升趋向。。。。。。。。只管这种疾病的医治成效有了很大的改善,,,, ,,,但由于产生肝转移,,,, ,,,患者的预后依然很差。。。。。。。。据统计,,,, ,,,约莫50%的结直肠癌患者在病程中出现肝转移,,,, ,,,是导致患者殒命的重要原因。。。。。。。。

近期的多项钻研批注,,,, ,,,CXCL12/CXCR4轴的激活在结直肠癌肝转移中起了关键作用,,,, ,,,但具体机造还不大明显。。。。。。。。同时,,,, ,,,基于癌症转移的“种子和泥土”理论,,,, ,,,转移前niche的形成还必要肿瘤细胞与基质细胞之间的互换,,,, ,,,以推进肿瘤的成长和发展。。。。。。。。肿瘤有关巨噬细胞在此过程中通常维持M2极化状态,,,, ,,,以推进癌症转移。。。。。。。。

那么,,,, ,,,推进巨噬细胞M2极化的信号来自哪里????????最近有人提出,,,, ,,,癌症起源的表泌体(exosomes)通过转移miRNA来领导转移的器官偏差性。。。。。。。。简直,,,, ,,,表泌体miRNA时时充任调节肿瘤成长、血管天生和转移的信号分子。。。。。。。。因而,,,, ,,,钻研人员如果,,,, ,,,表白CXCR4的结直肠癌细胞通过表泌体转移miRNA来推进巨噬细胞的M2极化,,,, ,,,最终推进结直肠癌转移。。。。。。。。

高表白的CXCR4推进M2极化

为了索求CXCR4是否招募巨噬细胞并推进巨噬细胞的M2极化,,,, ,,,钻研人员将CXCR4+/-转基因幼鼠(肠路上皮细胞过表白CXCR4的幼鼠,,,, ,,,由赛业生物提供)与ApcMin/+幼鼠杂交,,,, ,,,产生CXCR4+/-ApcMin/+复合突变幼鼠。。。。。。。。ApcMin/+幼鼠的Apc存在生殖系突变,,,, ,,,会导致幼鼠易患自觉性结肠和肠路肿瘤,,,, ,,,因而,,,, ,,,这种幼鼠可作为自觉性结肠癌模型,,,, ,,,以鉴定CXCR4的促肿瘤作用。。。。。。。。

钻研人员发现,,,, ,,,与ApcMin/+幼鼠相比,,,, ,,,CXCR4+/-ApcMin/+幼鼠的结肠腺瘤数量显著增长。。。。。。。。同时,,,, ,,,CXCR4的高表白导致M2标志物CD163的表白显著增长,,,, ,,,而CXCR4+/-ApcMin/+幼鼠的结肠粘膜中也观察到M2巨噬细胞的浸润增长。。。。。。。。有意思的是,,,, ,,,CD163的表白重要位于结直肠癌的浸润前沿和基质。。。。。。。。这些了局批注,,,, ,,,CXCR4的激活与TAM浸润强度的增长之间存在着潜在的关联。。。。。。。。此表,,,, ,,,通过临床标本的分析,,,, ,,,他们还发现CXCR4的表白与M2标志物CD206存在有关性,,,, ,,,凸起了CXCR4在结直肠癌微环境中的潜在调节作用。。。。。。。。

来自肿瘤细胞的表泌体miRNA诱导M2极化

越来越多的钻研批注,,,, ,,,癌细胞大量排泄表泌体,,,, ,,,并将信号分子转移到周围细胞钟祝。。。。。。。为了鉴定那些导致巨噬细胞极化状态产生扭转的表泌体miRNA,,,, ,,,钻研人员从习染了对照(HCT116-Control)、CXCR4慢病毒(HCT116-CXCR4)或经过CXCL12处置(HCT116-CXCR12)的HCT116细胞中分离出表泌体,,,, ,,,并利用miRNA芯片发展分析。。。。。。。。他们发现,,,, ,,,三种miRNA(miR-25-3p、miR-130b-3p和miR-425-5p)在来自HCT116-CXCR4 和HCT116-CXCL12细胞的表泌体中显著上调,,,, ,,,批注这些miRNA是在CXCL12/CXCR4激活后高度上调的。。。。。。。。

为了证明这些miRNA可通过表泌体从结直肠癌细胞转移到巨噬细胞,,,, ,,,他们用FAM象征的miRNA转染HCT116细胞,,,, ,,,并与PMA诱导的THP-1细胞共造就24幼时。。。。。。。。通过共聚焦显微镜能够在巨噬细胞中检测到FAM象征的miRNA,,,, ,,,这意味着miRNA能够通过表泌体从结直肠癌细胞转移到巨噬细胞。。。。。。。。之后,,,, ,,,他们将幼鼠巨噬细胞和PMA诱导的THP-1细胞与来自HCT116-control、HCT116-CXCR4和HCT116-CXCL12的表泌体共同孵育,,,, ,,,发现以上三种miRNA的水平在与HCT116-CXCR4 和HCT116-CXCL12表泌体孵育的巨噬细胞中显著上调(图1)。。。。。。。。

为了索求这些高度上调的表泌体miRNA对巨噬细胞极化的影响,,,, ,,,钻研人员在经PMA诱导的THP-1细胞摄取表泌体后,,,, ,,,测定了M2标志物(CD206和Arg-1)以及M1标志物(iNOS和TNFα)的表白水平。。。。。。。。与对照细胞相比,,,, ,,,来自HCT116-CXCR4或HCT116-CXCL12细胞的表泌体显着增长了CD206和Arg-1的表白,,,, ,,,同时降低了iNOS和TNFα的表白。。。。。。。。此表,,,, ,,,miR-25-3p、miR-130b-3p和miR-425-5p的模拟物显著增长了M2标志物的表白,,,, ,,,并降低了M1标志物的表白;;; ;;;;而miRNA抑造剂则显著抑造了M2标志物的表白,,,, ,,,显示了这些miRNA调节巨噬细胞极化的特异性。。。。。。。。


图1. miRNA被巨噬细胞吸收并引发M2极化表型。。。。。。。。

表泌体miRNA通过PTEN/PI3K/Akt信号通路推进M2极化

钻研人员随后利用miRNA指标预测算法来确定这些miRNA的潜鄙人游靶点,,,, ,,,发现PTEN是它们的共同靶点。。。。。。。。为了确定这一点,,,, ,,,他们别离用三种miRNA的模拟物和抑造剂来转染THP-1细胞,,,, ,,,发现miRNA模拟物显著抑造了PTEN的表白,,,, ,,,而miRNA抑造剂大大加强了PTEN的表白,,,, ,,,其中miR-425-5p对PTEN的表白阐发出最强的负调控潜力,,,, ,,,批注PTEN是这些miRNA的潜在靶点。。。。。。。。同样地,,,, ,,,Akt的表白也受到这些miRNA的负向调控,,,, ,,,批注PTEN/PI3K/Akt是协调巨噬细胞极化的关键信号通路(图2)。。。。。。。。

他们利用miR-25-3p、miR-130b-3p和miR-425-5p模拟物转染鼠巨噬细胞Raw264.7和PMA诱导的THP-1细胞,,,, ,,,发现PTEN的表白显著降低以及PI3K-Akt信号通路的激活。。。。。。。。同时,,,, ,,,c-Myc、STAT3和STAT6被激活并磷酸化,,,, ,,,以加强巨噬细胞的M2极化。。。。。。。。与预期的了局一致,,,, ,,,M1表型标志物iNOS的水平降低,,,, ,,,而M2表型标志物Arg-1的表白大大增长。。。。。。。。这些了局批注,,,, ,,,miR-25-3p、miR-130b-3p和miR-425-5p从结直肠癌细胞转移到巨噬细胞后,,,, ,,,通过PTEN/PI3K/Akt信号通路协同加强了巨噬细胞的M2极化。。。。。。。。

 
图2. 表泌体miRNA通过PTEN/PI3K/Akt信号通路推进巨噬细胞的M2极化。。。。。。。。

M2极化的巨噬细胞推进EMT和血管天生

为了索求M2极化的巨噬细胞对结直肠癌侵袭和转移的影响,,,, ,,,钻研人员将巨噬细胞与结直肠癌细胞共造就。。。。。。。。他们发现,,,, ,,,转染miRNA模拟物后的THP-1和Raw264.7细胞显著加强了迁徙能力,,,, ,,,并推进告终直肠癌细胞的上皮间充质转化(EMT)。。。。。。。。之后,,,, ,,,通过细胞因子分析,,,, ,,,他们发现经miRNA转染的Raw264.7细胞前提造就基中VEGF这种血管天生因子显著增长。。。。。。。。同时,,,, ,,,血管形成尝试的了局也批注,,,, ,,,M2极化巨噬细胞排泄的VEGF可显著推进HUVEC细胞的血管形成,,,, ,,,批注促血管天生作用是巨噬细胞引发结直肠癌侵袭的机造之一。。。。。。。。

为了进一步评估表泌体miR-25-3p、miR-130b-3p和miR-425-5p在巨噬细胞表型转换中的作用,,,, ,,,钻研人员以4:1的比例将结直肠癌细胞与转染了miRNA模拟物的巨噬细胞混合,,,, ,,,而后将这些细胞注射到裸鼠的侧腹。。。。。。。。他们发现,,,, ,,,这些巨噬细胞的共注射会导致异种移植瘤的体积显著增长。。。。。。。。并且,,,, ,,,巨噬细胞的促肿瘤作用可通过IL-4的处置而得到加强。。。。。。。。之后,,,, ,,,他们还发此刻转染miR-25-3p、miR-130b-3p和miR-425-5p的THP-1细胞中,,,, ,,,幼鼠出现了更多的肝转移结节。。。。。。。。这些了局批注转染miRNA的巨噬细胞在体内推进了肿瘤进展和肝转移(图3)。。。。。。。。


图3. 转染miRNA的巨噬细胞推进了肿瘤进展和血管天生。。。。。。。。

血清中的表泌体miRNA与结直肠癌患者的转移有关

最后,,,, ,,,为了确定结直肠癌患者血清中的表泌体miR-25-3p、miR-130b-3p和miR-425-5p水平是否升高,,,, ,,,钻研人员从健全供体和结直肠癌患者的血清中提取出循环表泌体。。。。。。。。RT-qPCR显示,,,, ,,,结直肠癌患者的循环表泌体水平上调。。。。。。。。并且,,,, ,,,与没有转移的患者相比,,,, ,,,转移性结直肠癌患者的循环表泌体中miR-25-3p和miR-130b-3p的水平升高。。。。。。。。这些数据批注,,,, ,,,循环表泌体中的miR-25-3p、miR-130b-3p和miR-425-5p水平可作为预测结直肠癌患者进展和转移的非侵入性步骤。。。。。。。。

作者总结路:“我们证明,,,, ,,,结直肠癌细胞在响应CXCL12/CXCR4激活时,,,, ,,,通过表泌体转移一组miRNA(miR-25-3p、miR-130b-3p和miR-425-5p)而推进巨噬细胞的M2极化,,,, ,,,从而加强EMT和结直肠癌肝转移(如下图所示)。。。。。。。。”他们以为,,,, ,,,表泌体miRNA不仅能够作为预后的预测工具,,,, ,,,还能够作为预防结直肠癌转移的潜在医治靶点。。。。。。。。


原文检索

D. Wang, X. Wang, M. Si, J. Yang, S. Sun, H. Wu, S. Cui, X. Qu, X. Yu, Exosome-encapsulated miRNAs contribute to CXCL12/CXCR4-induced liver metastasis of colorectal cancer by enhancing M2 polarization of macrophages, Cancer Letters,

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