IF 4.716| BioTNT助力生物医学研究：揭示缺氧巨噬细胞源性外泌体驱动结直肠癌进展的作用机制
2023年11月，上海交通大学医学院附属瑞金医院在国际期刊《Front Immunol》上发表的，题为“Unveiling the role of hypoxic macrophage-derived exosomes in driving colorectal cancer progression”的论文。Jiang Jiang,Wenfang Wang,Lan Zhu同位第一作者，Weiwu Yao,Aiguo Lu,Huan Zhang为通讯作者。
背景：2020 年，结直肠癌（CRC）在全球范围内导致约 193 万新发病例和 94 万相关死亡病例。CRC 的持续进展是全球癌症相关死亡的主要原因。研究人员发现，巨噬细胞与 CRC 细胞之间的相互作用是 CRC 进展的关键因素，特别是在缺氧条件下。缺氧是指肿瘤微环境中氧气含量低，可促进肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）向 M2 表型极化。这一过程涉及激活多种信号通路，包括 Akt-mTOR、TGF-b 和 ERK 通路。在缺氧条件下，观察到 M2 巨噬细胞通过增加外泌体分泌促进肺癌和乳腺癌的肿瘤进展。外泌体是细胞释放的小囊泡，含有蛋白质、核酸和脂质等分子。肿瘤来源的外泌体已被广泛研究，它们在促进乳腺癌、肺癌和 CRC 的复发和转移中发挥作用。然而，缺氧对外泌体的组成和巨噬细胞来源外泌体在调节 CRC 进展中的具体影响尚不清楚。需要进一步研究缺氧如何改变巨噬细胞来源外泌体的成分以及这些变化如何调节 CRC 的进展。
研究信息：本研究旨在探讨 HMDEs 在 CRC 进展中的作用。我们发现，在缺氧条件下，巨噬细胞来源的外泌体释放增加。此外，缺氧诱导的巨噬细胞来源外泌体在促进 CRC 进展中发挥关键作用。我们还证明了 HMDEs 具有诱导细胞周期转换和抑制细胞凋亡的能力，从而促进 CRC 细胞的生长。此外，我们还明确了这些效应背后的分子机制。在缺氧条件下，Hif-1a 的过表达导致其直接与 Hsp90 启动子的特定区域（-521 至 -516 bp 和 -401 至 -391 bp）相互作用。这种结合事件导致 Hsp90 过表达，进而使 HMDEs 中的 Hsp90 蛋白水平升高。重要的是，Hsp90 与 Lats1 之间的关键相互作用导致 Lats1 失活以及 Yap 磷酸化受抑制。最终，这一系列事件导致 Hippo 信号通路的失活。我们的体内和体外研究提供了有力证据，表明缺氧巨噬细胞来源外泌体中的 Hsp90 通过抑制 Hippo 信号通路促进 CRC 进展。这些发现代表了我们对缺氧条件下巨噬细胞与 CRC 细胞之间复杂相互作用的理解的重大进展。
使用产品：
|
产品货号
|
产品名称
|
产品规格
|
|
KE00054
|
|
96T
|
2.9 酶联免疫吸附测定（ELISA）
我们按照之前建立的程序进行了酶联免疫吸附测定（ELISA）。在收集血清样本后，我们使用酶联免疫吸附测定试剂盒（Bio TNT，中国上海）测定了外泌体中热休克蛋白90（HSP90）的水平，具体操作按照制造商的说明进行。
结果：
外泌体 Hsp90 蛋白促进肿瘤生长(A) 通过质谱（MS）分析鉴定缺氧或常氧巨噬细胞来源外泌体中差异表达的蛋白；(B, C) 基于缺氧或常氧巨噬细胞来源外泌体中差异表达蛋白进行蛋白质 - 蛋白质相互作用（PPI）分析和基因本体（GO）分析；(D)从 GEPIA（http://gepia.cancer-pku.cn/detail.php?gene = HSP90）下载的数据显示，CRC 和正常组织中 FOXC1 相对 mRNA 水平（*P < 0.05）；(E) CRC 患者血清来源外泌体中 Hsp90 蛋白水平升高（**P < 0.01）；(F)使用 siRNA 瞬时敲低 Hsp90 基因表达，并通过免疫印迹（WB）验证表达效率，以 β-actin 作为内参（ns 表示不显著，***P < 0.001）；(G)确认常氧和缺氧巨噬细胞来源外泌体中 Hsp90 的表达，无论是否敲低 Hsp90；(H) Hsp90 敲低显著抑制 HMDEs 介导的 CT-26 细胞增殖（ns 表示不显著，*P < 0.05，**P < 0.01）；(I)建立 BALB/c 裸鼠异种移植瘤模型的示意图（每只小鼠注射 400μg 外泌体）；(J, K)展示接受常氧和缺氧巨噬细胞治疗的 BALB/c 裸鼠肿瘤结节的代表性图像，无论是否敲低 Hsp90；(L, M) HMDEs 诱导的 Hsp90 对体内肿瘤生长有显著影响（ns 表示不显著，*P < 0.05）；(N)在部分敲低 Hsp90 的 HMDEs 组中观察到 Yap 蛋白磷酸化降低；(O) 部分敲低 Hsp90 时 Yap 蛋白的核积累。
结论：我们的研究表明，缺氧巨噬细胞来源外泌体中的 Hsp90 通过与 Hippo 信号通路的相互作用在 CRC 进展中发挥重要作用。这些发现为理解缺氧环境下巨噬细胞与 CRC 细胞之间的复杂相互作用提供了宝贵的见解 。