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【外泌体+环状RNA】国自然双热点助力肿瘤研究发表高分文章

时间:2022-04-27 热度:


 

结直肠癌(CRC)是世界范围内最常见的恶性肿瘤之一,具有很高的转移和复发风险。由于传统疗法存在毒性、不耐受等缺点,临床结果不能令人满意。因此,迫切需要识别出敏感的CRC标记物,作为早期检测和治疗的新靶点。近年来,外泌体在癌症中的作用越来越受到关注。

在本篇文章中,上海同济大学医学院李冬教授和孙祖俊教授等[1]首次揭示了癌症来源的外泌体circPACRGL在CRC增殖和转移中起致癌作用,并为CRC治疗提供了有价值的标志物。
 

结果
1.CRC来源的外泌体能促进CRC的增殖、迁移和侵袭

作者从两种CRC细胞系(HCT116和SW480)上清中分别分离获得外泌体,经过透射电镜、NTA和WB鉴定后,确认已分离出外泌体。随后,作者用外泌体处理对应的CRC细胞,发现外泌体能显著促进CRC细胞增殖、迁移和侵袭,并减少凋亡。WB结果也显示,外泌体能提升CRC细胞中BCL-2、 N-cadherin、Vimentin、MMP9蛋白水平,和降低E-cadherin、Cleaved-caspase3、Cleaved-caspase9蛋白水平。裸鼠成瘤的结果表明,外泌体处理能明显增加HCT116细胞的转移(Fig.1)。


Fig.1 CRC来源的外泌体能促进CRC的增殖、迁移和侵袭
 

2.circPACRGL在添加了肿瘤来源外泌体的CRC细胞中显著上调

作者接着分别用外泌体处理了HCT116和SW480,收集了Ex-HCT116和Ex-SW480细胞样本,再用未处理组做对照,进行了RNA二代测序。结果发现,circPACRG在Ex-HCT116和Ex-SW480两组细胞中显著上调,再用RT-PCR验证了趋势是一致的。但是,作者用CRC病人血清来源的外泌体去处理CRC,得到的结果和上述细胞中趋势不一致,推测circPACRGL在血清外泌体中的表达差异可能与肿瘤组织特异性和患者背景有关。作者进一步分离了CRC病人的肿瘤组织外泌体,qRT-PCR结果显示circPACRGL的表达在用肿瘤来源的外泌体(Tumor-EXO)处理的CRC细胞中显著上调。这些结果表明circPACRGL在受肿瘤来源外泌体刺激的CRC细胞中显着增加,并且circPACRGL可能来源于肿瘤来源的外泌体(Fig.2)。


 Fig.2 circPACRGL在添加了肿瘤来源外泌体的CRC细胞中显著上调
 

3.circPACRGL发挥miR-142-3p和miR-506-3p的海绵作用

荧光原位杂交(FISH)结果显示,circPACRGL转录信号主要分布在 HCT116 和 SW480 细胞的细胞质中,少数在细胞核中。作者通过在线预测,发现circPACRGL同时具有miR-142-3p和miR-506-3p的结合位点。双萤光素酶报告检测进一步证实miR-142-3p和miR-506-3p是circPACRGL的靶点。此外,作者发现在CRC来源外泌体刺激的HCT116和SW480细胞中miR-142-3p 和miR-506-3p表达均显著降低(Fig.3)。


Fig.3 circPACRGL发挥miR-142-3p和miR-506-3p的海绵作用
 

4.TGF-β1是miR-142-3p/miR-506-3p的共同靶点

作者通过在线工具预测,找到了TGF-β1是miR-142-3p和miR-506-3p的一个最佳共同靶点。接着作者通过萤光素酶报告检测、WB、qRT-PCR、miR-142-3p/miR-506-3p inhibitor等一系列实验验证了这一推测,即TGF-β1是mir -142-3p和miR-506-3p的共同靶点(Fig.4)。



 

Fig.4 TGF-β1是miR-142-3p/miR-506-3p的共同靶点
 
 和元生物可提供外泌体分离、透射电镜(TEM)、纳米粒径分析(NTA)、WB标志物检测(CD9、CD63、CD81、TSG101、Calnexin)、外泌体流式检测、外泌体示踪、外泌体对细胞功能学影响、外泌体动物注射、活体成像、病理等服务。

5.circPACRGL通过调控miR-142-3p/miR-506-3p-TGF-β1轴促进CRC增殖、迁移和侵袭

作者推测circPACRGL可能通过miR-142-3p/miR-506-3p-TGF-β1轴调控CRC的增殖、迁移和侵袭。于是作者设置了不同的实验调控条件,即CRC来源的外泌体处理、circPACRGL敲低、miR-142-3p inhibitor 处理、miR-506-3p inhibitor处理、TGF-β1过表达等,分别对细胞进行分组检测,观察不同组别的细胞增殖、迁移和侵袭变化。作者的数据表明circPACRGL通过调控miR-142-3p/miR-506-3p-TGF-β1轴促进了CRC的增殖、迁移和侵袭(Fig.5)。


 

Fig.5 circPACRGL通过调控miR-142-3p/miR-506-3p-TGF-β1轴促进CRC增殖、迁移和侵袭
 

6.CRC来源的外泌体circPACRGL通过miR-142-3p/miR-506-3p-TGF-β1轴调节N1-N2中性粒细胞的分化

有报道称,高水平的TGF-β1与肿瘤的发生发展及N1向N2中性粒细胞表型转换有关。作者通过流式细胞术检测上述不同组别中N2中性粒细胞的比例。结果表明,CRC来源的外泌体circPACRGL可以通过miR-142-3p/miR-506-3p- TGF-β1调节中性粒细细胞的N1-N2分化(Fig.6)。


Fig.6 circPACRGL通过miR-142-3p/miR-506-3p-TGF-β1轴调控N1-N2中性粒细胞在小鼠结肠癌细胞中的分化(CT-26)

 
结论
 

本文揭示了肿瘤来源的外泌体可以携带circRNAs进入肿瘤中性粒细胞,并通过海绵吸收miRNAs调控TGF-β的表达,进而促进中性粒细胞由N1型向N2型转化,最终导致肿瘤的发生发展。因此,本研究表明,circPACRGL-miR-142-3p/miR-506-3p-TGF-β1轴可能是一种很有前景的CRC治疗策略。
 

 

Fig.7 图示概括了circPACRGL通过miR-142-3p/miR-506-3p-TGF-β1轴调控N1-N2中性粒细胞在癌症进展中的分化

参考文献:

[1] Mol Cancer. 2020 Jul 27;19(1):117.doi: 10.1186/s12943-020-01235-0. Exosomal circPACRGL promotes progression of colorectal c.ancer via the miR-142-3p/miR-506-3p- TGF-β1 axis

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