背景介绍
癌症转移是导致患者死亡的重要原因之一,以非小细胞肺癌(non-smallcelllungcancer,NSCLC)为例,其高死亡率与转移潜力大紧密相关。了解癌症转移的分子机制有助于改善临床治疗效果,本文中,作者在小鼠模型上验证了细胞外囊泡(extracellularvesicles,EVs)在NSCLC转移中发挥的作用。
研究内容
FAMC与肺癌不良预后相关
通过LTQ-FT质谱分析,作者发现FAMC蛋白在肿瘤细胞(HCC82、H、H)EVs和成纤维细胞EVs中差异表达,临床样本验证结果显示FAMC高表达与NSCLC不良预后相关。
对数据库中已有的数据进行分析,作者发现FAMC在恶性肺癌组织中的表达高于正常肺组织,同时FAMC高表达与较差的预后相关。
44名患者的scRNA-Seq结果显示,肿瘤转移灶FAMC表达增加。肺肿瘤组织及正常肺组织免疫组化染色并进行观察,结果显示FAMC主要定位于细胞质,且在肿瘤细胞中表达量高。
根据上述结果,作者推测FAMC可能在NSCLC肿瘤转移中发挥作用。
FAMC表达与肺癌不良预后相关FAMC促进肺癌细胞定植
通过在不同肺癌细胞系中对FAMC进行敲除及过表达,以及FAMC敲除细胞与FAMC蛋白共孵育的拯救实验,作者验证了FAMC诱导癌细胞迁移与侵袭的能力。
为验证体内FAMC的作用,小鼠尾静脉注射敲除或过表达FAMC的肺癌细胞,建立小鼠肺定植模型。一段时间后取肺组织进行观察,结果显示FAMC过表达使癌细胞侵袭性增强,小鼠的整个肺实质被破坏。
检测不同癌细胞及对应肿瘤组织中FAMC的表达情况,结果显示来源过表达FAMC癌细胞的肿瘤组织中,FAMC的表达明显更高。
由以上结果推知,FAMC在肺癌转移和发展过程中发挥积极作用。
FAMC影响肺癌细胞的侵袭性肿瘤来源EVs介导FAMC的细胞间转移
收集肺癌细胞EVs并检测FAMC,结果显示FAMC在肺癌细胞来源的EVs中富集。为研究EVs与FAMC促进肺癌细胞侵袭的关系,过表达FAMC的肺癌细胞(FAMC-overexpressedH)以及A细胞用于EVs分离,分离的EVs进行表征鉴定。随后,将EVs与亲本细胞孵育,观察是否能被摄取,结果显示H细胞与荧光标记的EVs
孵育后,可观察到荧光信号,证实了其对EVs
的摄取。此外,可以观察到摄取EVs
后,细胞表现出更强的侵袭性。
肿瘤来源EVs促进肺癌细胞的侵袭含FAMC的肿瘤来源EVs促进癌细胞转移
小鼠尾静脉注射PBS、EVs
、EVs
,一段时间后注射A细胞与PBS、EVs
或EVs
的混合物,第七周进行观察。结果显示三组均形成肿瘤结节,其中EVs
、EVs
组出现更多的肿瘤细胞簇。在肺肿瘤结节中检出FAMC,进一步证明了FAMC是癌细胞侵袭和转移的重要因子。
体内实验中肿瘤来源EVs促进肺癌细胞的FAMC诱导癌症相关信号通路的激活
RNA-Seq结果显示,在过表达FAMC的细胞(FAMC_oxA)中,个基因表达上调,个基因表达下调。对差异表达基因进行分析,结果显示转录组扰动与肺癌、乳腺癌等相似,差异表达基因集中在与肿瘤细胞运动性和侵袭性相关的通路。
转录组分析及荧光定量PCR验证结果显示,过表达FAMC的细胞中参与JAK-STAT信号通路和KRAS信号通路的基因上调,提示FAMC可能参与信号转导级联反应。磷酸激酶阵列检测结果显示,ERK1/2、MEK1/2、Akt、Src、Stat磷酸化水平升高,免疫印迹验证了这一变化。
由以上结果,作者推测FAMC可能通过激活Stat信号通路发挥作用。
FAMC过表达细胞转录组分析RalA参与FAMC对下游信号通路的激活
通过检索数据库(gpsprot.org),作者发现FAMC激活下游信号通路可能需要RalA的参与。
一系列实验结果支持了这种假设:免疫印迹结果显示过表达FAMC的细胞系中磷酸化RalA水平升高而沉默FAMC降低了RalA的磷酸化水平;免疫共沉淀实验证实了FAMC和RalA之间存在蛋白-蛋白相互作用;原位邻位连接技术进一步表明FAMC与RalA在肺癌细胞中共定位。
后续实验中,作者构建沉默RalA的A细胞系,并证实RalA表达量降低抑制了FAMC的促肿瘤作用,由此推测,RalA抑制剂(BQU57)可能存在抗肿瘤功效。之后的免疫印迹分析表明,BQU57以剂量依赖方式降低了p-RalA和FAMC的表达,同时抑制了Stat磷酸化(FAMC的下游信号分子)。在功能上,BQU57也表现出对肿瘤细胞侵袭性和锚定依赖性生长的抑制作用。
RalA参与FAMC对下游信号通路的激活主要结论
本研究中作者通过一系列实验证明,在NSCLC中,肿瘤细胞可通过携带FAMC的EVs推动肿瘤转移及远端定植,这一机制与LIFR的表达水平无关。对这种新的肿瘤转移机制的研究,将有助于制定更精准的肿瘤治疗策略。
ThuyaWL,KongLR,SynNL,DingLW,CheowESH,WongRTX,WangT,GohRMW,SongH,JayasingheMK,LeMT,HuJC,YongWP,LeeSC,WongAL,SethiG,HungHT,HoPC,ThieryJP,SzeSK,GuoT,SooRA,YangH,LimYC,WangL,GohBC.FAMCincirculatingtumor-derivedextracellularvesiclespromotesnon-smallcelllungcancergrowthinsecondarysites.Theranostics.Jan1;1(2):-68.DOI:10./thno..PMID:;PMCID:PMC.