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关于Notch的那些事~

exosomes  · 公众号  · 医学  · 2017-06-01 21:39

正文



天要介绍的是1篇发表在《Nature》上的文章。标题为“Notch信号通路介导肿瘤内的异质性从而促进SCLC发展”。


在一些文献中我们知道,Notch信号通路同时扮演着抑肿瘤和促肿瘤的作用。

1. Notch信号的激活---抑制前体细胞分化为神经内分泌细胞。反过来,在一些侵袭性的神经内分泌细胞中,发现常有Notch信号的丢失,这些都说明Notch信号具有抑制肿瘤的作用。

2. 在小鼠小细胞肺癌模型中,内源性激活Notch信号可以使神经内分泌细胞转化成非神经内分泌细胞,从而表现出抑制肿瘤的效果。但是,作者发现这些非神经内分泌细胞和化疗耐药有关,并且为神经内分泌细胞提供营养支持,这就说明Notch信号同时也间接扮演者促肿瘤的作用。


好了,说了这么多,大家应该get到一点了吧,接下来看看作者是怎么发现的~



Figure 1

作者发现了一个现象,SCLC存在两种不同类型的细胞



Figure 1 | SCLC tumours contain slow-growing, Notch-active non-neuroendocrine tumour cells

Hes1是Notch信号的转录靶点,作者用它来代表Notch信号。

a-d图:大部分小鼠和人来源的SCLC具有Notch信号的激活。e-f图:在SCLC动物模型中,用GFP标记Hes1,发现GFP高的细胞Notch靶基因和受体水平(Hes1, Nrarp,Notch1/2/3)都比较高,但是Notch配体Dll4水平低。GFP高的细胞则相反。(Figure1关键图,看起来这两种细胞是不是有点苗头出来了?)。g图:当用DBZ(γ-分泌酶抑制剂,使Notch失活)可使靶基因和受体的水平下降。h图:(重要讯息要来了!)GFP高的细胞如果不给它Dll4,下面的Notch信号则无法激活,而Dll4恰好是GFP低的细胞表达比较高,是不是很巧呢。j-k图:作者证明了GFP高的细胞和GFP低的细胞有很大的区别,两者生长方式不同,暗示着存在分化的变化。且两者的增殖速度也不同。


Figure 2 


找到这个现象后,作者要开始下一步操作了,激活Notch,使NE细胞转化成非NE细胞,在看看这两种细胞会不会产生'火花'~




Figure 2 | Notch activation generates non-neuroendocrine cells from neuroendocrine SCLC cells

a图:两种细胞表达Notch靶基因、受体、配体情况不同。b图:用Dll4激活GFP阴性的细胞,诱导GFP表达,大约有50%转化成非NE细胞表型的细胞。c图:被激活后的GFP阴性细胞重新进行分类,发现出现了GFP阳性细胞,即并存GFP阴性、阳性细胞。d图:用DBZ抑制后,从激活GFP阴性细胞中产生的GFP阳性细胞数量减少,证明了b图观点。e图:先看绿色的,在Dll4在的情况下,GFP强度高,没有Dll4时,强度下来了,再加上3种不同的NE细胞系,强度又升高;黑色的用DBZ抑制又可阻断这种现象。暗示着NE细胞系可以提供Dll4给表达受体的SCLC细胞。f图:作者成功建立了非NE细胞。


上图作者推出了一个结论:如果一部分NE细胞亚群表达Notch,可以被周围细胞上的Dll4配体充分激活,从而转化成非NE细胞。



Figure 3

接下来,作者找到了一个关键的Notch的靶,解释转化成非NE细胞的原因。



Figure 3 | Rest is a Notch target that inhibits neuroendocrine differentiation in SCLC.

a-b图:通过基因富集分析,作者找到了Rest基因,是一个转录抑制因子,发现它在GFP阳性细胞中高表达,在GFP阴性细胞中低表达,可以抑制非NE细胞向NE细胞转化。c-d图:Rest也是N1ICD的直接靶,Rest和Notch存在相互作用。e-h图:Rest被敲除后,减少了N1ICD使非NE向NE转化的作用。Rest和NE基因存在相互作用,可以使NE基因表达下调,同时NE的表型也消失。


Figure 4

Notch活跃的SCLC细胞可以促进NE细胞生长,化疗和Notch阻断剂联合可以抑制SCLC生长。




Figure 4 | Notch-active SCLC cells promote the growth of neuroendocrine SCLC cells and a combination of chemotherapy and Notch blockade inhibits SCLC growth

a-e图:将GFP阴性细胞和GFP阳性细胞共培养,发现肿瘤的体积比分别单养要大很多;同样,将NE细胞和GFP阳性细胞共培养,可以促进NE细胞系的生长。f图:GFP阴性细胞组,用EP方案后凋亡的细胞数目比GFP阳性细胞组高,说明NE细胞对EP方案更敏感。

g-j图:因此,在TKO SCLC同种异体移植模型和PDX模型中,作者用Notch阻断剂,来阻断NE细胞向非NE细胞的转化,在克服化疗耐药的同时,也抑制了NE细胞的生长。所以用化疗和Notch阻断剂联合可以抑制SCLC生长,且效果比单用好。


文献来源Intratumoural heterogeneity generated by Notch signalling promotes small-cell lung cancer