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博士生发的10.7分巨噬细胞Crosstalk文章,还能这么严谨!看完这南昌大学的SCI文章,我觉得我老板都还欠火候……

实验万事屋  · 公众号  · 科研  · 2025-03-04 08:20

正文

对于细胞间的互作而言,并不仅仅是某一个细胞影响另一个细胞,细胞间的互作研究往往是两个细胞互相影响,形成了正反馈通路的一个过程。今天讲的这篇文章,是南昌大学江西医学院第二附属医院的博士生,发表在10.7分的Developmental Cell上的文章,这篇文章分析了一个在巨噬细胞与前神经状态的胶质瘤细胞之间的正反馈通路,而这个通路的关键,就在于STAT3( JAK-STAT信号通路中的STAT3大家应该都比较熟悉了,这个信号通路与免疫细胞等很多功能有密切关联性,不清楚的话,可以去看看《信号通路是什么鬼?》系列 )。那么我们就一起来看看他们做了点什么吧:

首先他们通过单细胞测序,分析了胶质瘤微环境中的细胞亚群的变化。胶质瘤细胞有几种异质形态,首先是PN(前神经)状态,当PN形态转变为MES(间充质)细胞形态时,就会促进胶质瘤的侵袭和转移( 这个过程就是PMT,也就是前神经-间充质转换,这个转换的过程有点类似于EMT,上皮-简直转换,这个也是和肿瘤细胞迁移侵袭密切相关的通路,不清楚的话,可以去看看《信号通路是什么鬼?》系列,都介绍过 )。他们发现在肿瘤外周区域,巨噬细胞和MES细胞关系更密切,而在胶质瘤的MES细胞中,高表达CHI3L1和SPP1,而巨噬细胞中,则会高表达SPP1。SPP1是一种OPN,也就是骨桥蛋白,可以参与胶质瘤MES分化的调节:

那么MES细胞中,高表达的CHI3L1是否对于维持MES状态有关呢?他们通过敲减CHI3L1进行了分析,发现两个有意思的表型,一方面敲减了MES细胞的CHI3L1,导致了维持MES分化的JAK-STAT信号通路以及NFκB信号通路受到了抑制,而过表达CHI3L1后肿瘤的增殖也增强了。另一方面在MES细胞与巨噬细胞共培养的情况下,敲减了CHI3L1会抑制巨噬细胞的转移,并且抑制巨噬细胞的M2极化,而过表达rhCHI3L1则能与MES细胞培养基一样,促进巨噬细胞的转移,增强了巨噬细胞的M2极化( 这个验证的方法其实就是柯霍氏法则的验证,通过移除或还原某个关键的因子,在这里就是CHI3L1的表达,来分析对于表型所产生的影响,不清楚柯霍氏法则的话,可以去看看《轻松的文献导读》和《科研的推理和逻辑:从实验台到咖啡桌》 ):

此外,通过抑制剂的筛选,他们发现CHI3L1也是通过STAT3来影响巨噬细胞SPP1表达的。而STAT3正巧又是可以直接和CHI3L1进行结合的,通过截段分析,找出了CHI3L1与STAT3的结合位置。当PN细胞中的CHI3L1突变后,巨噬细胞中的STAT3的磷酸化减弱,同时巨噬细胞的STAT3的靶基因,SPP1的表达也被抑制了。同样STAT3上与CHI3L1结合的位点突变后,也造成了同样的结果( 这里的验证,将SPP1的表达归因于CHI3L1与STAT3的结合,这就将外延从原有的CHI3L1与STAT3的表达,变成了CHI3L1与STAT3的结合,缩小了外延,就有效地避免了肯定后件的逻辑谬误,这里的验证算是比较严谨的,不清楚概念的内涵和外延,或者肯定后件逻辑谬误的话,可以去看看《科研的推理和逻辑:从实验台到咖啡桌》、《列文虎克读文献》和《信号通路是什么鬼?》系列 )。


那么SPP1作为巨噬细胞与PN细胞通讯,并诱导PN细胞MES分化的呢?还是通过单细胞测序,分析了巨噬细胞与MES细胞之间的配体-受体关联性,并分析了配体可能的下游影响。他们找到了ITGB1这个SPP1的配体,而这个配体,能通过激活PN细胞的NFκB信号通路和JAK-STAT信号通路,促进PN细胞的MES分化。这里他们通过敲减ITGB1和外源的SPP1来确定了对于PN细胞分化的影响,同时也分析了CHI3L1的突变对于MES细胞本身SPP1的表达影响( 这不再是对于巨噬细胞SPP1表达的影响了,只是用Luciferase实验来进行了验证,所以在这部分分析中,其实是存在着肯定后件逻辑谬误的,特别是敲减了ITGB1后,可能对于很多其他信号也进行了屏蔽,ITGB1影响的外延可能与SPP1影响的外延并不一致,所以会造成逻辑不严谨的情况,不清楚的话,可以去看看《科研的推理和逻辑:从实验台到咖啡桌》、《列文虎克读文献》和《信号通路是什么鬼?》系列 ):

最后他们找出了一个CHI3L1与STAT3结合结构域的抑制剂,潮霉素B。通过使用潮霉素B,抑制了CHI3L1与STAT3的结合,从而抑制了PN细胞的恶性MES分化。同时直接敲减ITGB1也有类似的,抑制PN细胞MES分化的作用:

最后就形成了这样的示意图( 这个是夏老师随便用PPT画的,要是不知道怎么画的话,可以回去看看《夏老师带你读文献》复习下,里面都介绍过 ),PN细胞高表达CHI3L1后,结合了巨噬细胞中的STAT3,从而激活了巨噬细胞的JAK-STAT信号通路,促进了巨噬细胞的招募及M2极化,同时促进了SPP1的表达。SPP1分泌后,通过PN细胞的ITGB1配体结合,激活了JAK-STAT信号通路以及NFκB信号通路,激活了PN细胞的MES分化。同时在MES细胞中也会促进CHI3L1的表达,而CHI3L1同样会结合STAT3,促进SPP1的表达。于是就形成了SPP1-ITGB1-STAT3-CHI3L1-SPP1这样的正反馈通路,促进了PN细胞的MES分化,造成肿瘤恶化现象:

这篇文章总的来说还是挺有意思的,从微环境中两种细胞亚群的关系,分析得到了两种细胞之间互作的情况。在细胞互作过程中,CHI3L1和SPP1这两种分子形成了关键的正反馈通路,通过JAK-STAT信号通路串联了起来。在验证过程中,也是通过结合的突变来进行验证,避免了肯定后件的逻辑谬误( 不熟悉肯定后件逻辑谬误,以及验证应该通过什么方法来进行的话,可以参考一下这篇文章的验证过程,或者去看看《科研的推理和逻辑:从实验台到咖啡桌》、《列文虎克读文献》和《信号通路是什么鬼?》系列 )。好了,今天就先策到这里吧,有兴趣的话,可以看看原文,祝你们心明眼亮。

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