瑞金醫(yī)院發(fā)文：驅動胃癌細胞“遷移”的新機制
近日，上海交通大學醫(yī)學院附屬瑞金醫(yī)院研究人員在Nature旗下子刊《Oncogene》上發(fā)表了題為“Tumor-mesothelium HOXA11-PDGF BB/TGF β1-miR-181a-5p-Egr1 feedforward amplifier circuity propels mesothelial fibrosis and peritoneal metastasis of gastric cancer”的研究論文，本研究中，研究人員進行了體外和體內研究，以說明HOXA11過表達的胃癌細胞對腹膜間皮細胞(HMrSV5)的影響。研究人員通過對HMrSV5細胞的遺傳操作和對HOXA11過表達胃癌細胞分泌的細胞因子的中和抗體進行體外驗證，并利用人腹膜轉移瘤驗證潛在靶點的表達。研究人員發(fā)現HOXA11過表達的胃癌細胞在體內和體外強烈促進間皮纖維化，并且HOXA11調節(jié)胃癌細胞中PDGF BB和TGF β1的旁分泌和自分泌來促進間皮纖維化。同時，HOXA11過表達的GC細胞驅動PDGF BB和TGF β1分泌，激活HMrSV5細胞中發(fā)育過程相關基因，包括Egr1，這些過程依賴于miR-181a-5p。Egr1可介導腹膜間皮纖維化。相應地，過表達Egr1的HMrSV5細胞支持胃癌細胞的遷移和腹膜播散。總之，研究結果表明，控制腹膜中GC細胞和間皮細胞的前饋放大環(huán)路有助于GC細胞的腹膜轉移。
研究背景
器官培養(yǎng)轉移病灶的傾向是可變的，肺、肝、卵巢、腹膜和骨是胃癌常見的轉移部位。原發(fā)性胃癌(GCs)傾向于轉移到特定的器官，這種關系被稱為嗜器官性，與肝或肺轉移相反，GC細胞侵入血液循環(huán)或淋巴系統(tǒng)，直接侵入腹膜腔是腹膜轉移(PM)常見的方式。構建合適的微環(huán)境是腹膜傳播過程中獨特的生物學特性之一，胃癌細胞與轉移部位的其他類型細胞相互作用。“種子和土壤理論”是轉移前生態(tài)位的概念，其中次要器官中的微環(huán)境致力于原發(fā)腫瘤的轉移。
微環(huán)境包含惡性腫瘤除癌細胞本身外的所有組成部分，特別是腹部腫瘤微環(huán)境主要包括腫瘤細胞、間皮細胞、各類免疫細胞以及上述各類細胞分泌的不同細胞因子。間皮細胞通過間質向間質轉化(MMT)是癌癥相關成纖維細胞(CAF)的來源，值得注意的是，高轉移性彌散性胃癌細胞強烈地將周圍間質成纖維細胞轉化為激活狀態(tài)，誘導了有利于轉移的微環(huán)境。
早期生長反應因子-1 (Egr1)是纖維化管弦樂隊的指揮，Egr1的異常表達導致纖維化。此外，越來越多的證據表明，Egr1與胃癌的腫瘤進展密切相關。
研究進展
研究人員構建了Egr1過表達的HMrSV5細胞，并在HMrSV5細胞中敲除Egr1，通過western blotting、qRT-PCR和免疫熒光分析驗證了轉染的效率。為了驗證Smad3磷酸化激活是否會影響Egr1調控的下游轉錄反應，研究人員使用Smad熒光素酶報告質粒進行瞬時轉染實驗，發(fā)現過表達Egr1強烈促進報告活性，而敲除Egr1則表現出相反的效果。此外，通過凝膠收縮實驗，過表達Egr1明顯促進了HMrSV5細胞體外的膠原收縮能力。然而，Egr1敲除逆轉了這一趨勢。研究人員已經證明，HMrSV5細胞可以增強GC細胞的遷移，上調EMT和干細胞樣特性標志物的表達水平。
研究人員接下來研究了間皮細胞Egr1是否調節(jié)GC細胞的遷移。事實上，Egr1過表達的HMrSV5細胞能夠促進GC細胞的遷移，而HMrSV5細胞中Egr1的敲除顯著阻礙了HOXA11過表達的NCI-N87細胞的遷移(P < 0.001)。之前的研究發(fā)現Egr1可以與Smad3物理相互作用，為了驗證Egr1是否可以與HMrSV5細胞中的Smad組分相互作用，研究人員使用激光共聚焦掃描顯微鏡觀察到Egr1與Smad4共定位，過表達Egr1增加Smad4的表達。此外，在HMrSV5-Egr1細胞和對照細胞中進行了共免疫沉淀(co-IP)， Egr1可以上調Smad4的表達。重要的是，在HMrSV5細胞中，Egr1與Smad4和Smad3共沉淀。此外，通過rna測序分析，鑒定了受Egr1顯著調控的mrna和非編碼rna。IncRNA或circRNA作為競爭性內源性RNA (ceRNA)海綿，與mirna競爭性相互作用以調節(jié)mirna靶點的抑制，而ceRNA調節(jié)網絡在癌癥發(fā)展中至關重要。
進一步，通過功能富集分析，探索了KEGG通路和GO所涉及的術語，被調控的mRNA和被調控的ncRNA靶基因主要參與生物過程，如“通路限制性SMAD蛋白磷酸化調控”、“細胞遷移正向調控”、“上皮向間質轉化調控”和KEGG通路，如“癌變通路”和“tgf - β信號通路”。這些功能的增強主要與Egr1的功能有關，即介導間皮纖維化，促進GC細胞的遷移。
當與過表達Egr1的腹膜間皮細胞共培養(yǎng)時，Egr1加速了腹膜間皮細胞本身的纖維化和趨化，并增強了胃癌細胞中干細胞相關標志物的表達。
研究結論
綜上所述，本研究揭示了Egr1是激活間皮纖維化并促進GC細胞遷移的關鍵驅動因素，基于本研究結果和其他研究者的工作，研究人員提出HOXA11-PDGF BB/TGF β1-miR-181a-5p-Egr1前饋放大環(huán)路是驅動間皮纖維化并促進GC細胞遷移的重要機制。因此，破壞這種環(huán)路是一種有希望的治療策略，會有助于對胃癌腹膜轉移的治療。
聲明：本文版權歸原作者所有，轉載文章僅為傳播更多信息，如作者信息標記有誤，或侵犯您的版權，請聯系我們，我們將在及時修改或刪除內容，聯系郵箱：marketing@360worldcare.com
