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这南开大学医学院发的12.4分SCI文章,做的是巨噬细胞和肿瘤细胞的Crosstalk,挺不错的……

实验万事屋  · 公众号  · 科研  · 2024-09-15 08:20

正文

夏老师在PubMed上冲浪的时候,看到了这么一篇南开大学医学院向荣院长团队发表在12.4分的Theranostics上的文章,这篇文章讲的是肿瘤细胞和巨噬细胞之间的细胞通讯,还是挺有意思的,我们来看看:



巨噬细胞对肿瘤应该是能进行吞噬的,但是在TAM(肿瘤相关巨噬细胞)浸润后,巨噬细胞展现出的M2极化,其实是没法吞噬肿瘤细胞的。于是他们通过CRISPR筛库(这个CRISPR筛库就是通过高通量敲减基因,然后分析筛选表型的一种方法,这个在《列文虎克读文献》里也都讲过了,可以去看看)。通过给肿瘤细胞加GFP,来显示可视化的巨噬细胞吞噬的表型。从中他们筛选出了和巨噬细胞吞噬相关的基因:



在这些基因里,他们选择了一些抑制巨噬细胞吞噬相关的基因。对这些吞噬抗性的基因进行了富集分析后,发现这些基因主要富集在代谢通路、细胞连接和主要肿瘤信号通路如Wnt、mTOR、AMPK和PI3K-AKT信号通路中(这些其实都是常见的信号通路了,不清楚的话,可以去看看《信号通路是什么鬼?》系列复习下)。接着他们进行了进一步筛选,试图找到配体受体结合。巨噬细胞上的蛋白作为受体,也就是需要巨噬细胞中,该基因是位于细胞膜上的。同时筛选出肿瘤细胞中高表达的基因作为配体,然后通过分子对接的数据库,来分析两者之间的结合:



通过这一轮筛选,他们找到了Vtn-C1qbp被选为巨噬细胞的候选配体-受体组合基因。既然选择了这一对配体-受体,就要实验验证两者之间的结合关系,于是他们进行了coIP的验证(coIP的图要怎么看,在《夏老师带你读文献》里也都讲过,有兴趣可以去翻翻)。通过对片段的截断缺失突变,他们也分析了Vtn-C1qbp结合的具体位置:



那么Vtn-C1qbp这个配体-受体组合,是否是直接导致巨噬细胞吞噬作用被抑制的关键呢?于是他们进行了这样的实验,就是先敲减了肿瘤细胞的Vtn,然后将其和巨噬细胞共培养。结果发现敲减了肿瘤细胞的Vtn后,共培养的巨噬细胞吞噬作用明显增强了(这也就是柯霍氏法则的验证,通过移除Vtn查看其对表型的影响,不清楚柯霍氏法则的话,可以看看《轻松的文献导读》和《列文虎克读文献》)。这也就说明了,Vtn-C1qbp这个配体-受体组合抑制巨噬细胞对肿瘤细胞的吞噬作用:



体内实验也表明敲减了肿瘤细胞中的Vtn,可以明显抑制肿瘤在体内的增殖。那么肿瘤细胞中的Vtn对于巨噬细胞的极化是否有影响呢?于是他们分析了敲减了Vtn的肿瘤细胞和巨噬细胞共培养后,巨噬细胞的极化表现,结果发现肿瘤细胞的Vtn敲减后,共培养的巨噬细胞偏向于M1极化,而M2极化的比例明显降低:



同样,敲减了巨噬细胞的C1qbp,或者突变缺失了C1qbp上与Vtn结合的片段后(这一步使用了对于C1qbp上与Vtn结合的片段的敲除,这一点是非常有意义的,可以显示二者的结合对于表型的影响,也就避免了肯定后件的逻辑谬误,不清楚的话可以看看《列文虎克读文献》和《信号通路是什么鬼?》系列),巨噬细胞的M2极化也受到了明显的抑制。这也就是说Vtn-C1qbp这个配体-受体组合,是会促进巨噬细胞的M2极化的。那么Vtn-C1qbp是怎么样影响巨噬细胞吞噬和极化的呢?那要对巨噬细胞产生影响,作用的关键其实就应该是C1qbp了,于是他们分析了C1qbp结合的蛋白,结果发现它能结合吞噬作用和巨噬细胞活化的重要效应子Syk。于是他们进一步研究了C1qbp对Syk表达和磷酸化的影响,结果发现巨噬细胞敲减了C1qbp并与肿瘤细胞共培养后,Syk的表达明显增多。这也就是说Vtn-C1qbp的信号转导,抑制了巨噬细胞中的Syk磷酸化,从而抑制了巨噬细胞的活化以及吞噬作用:



他们选择的与C1qbp互作的蛋白中,也有和Syk密切相关的CD16以及SHP1(SHP1其实是一种去磷酸化酶,在JAK-STAT信号通路中,SHP1能抑制JAK的磷酸化激活,可以去看看《信号通路是什么鬼?》系列),在这里SHP1可能是通过抑制Syk的磷酸化,来阻碍巨噬细胞活化的,于是他们假设Vtn-C1qbp促进CD16诱导的Shp1募集,结果也正是敲减了Vtn-C1qbp,可以使得SHP1募集减少。也就是说,Vtn-C1qbp促进CD16诱导的SHP1募集,从而抑制了Syk的磷酸化激活,使得巨噬细胞吞噬作用被抑制。


那在肿瘤中,还会表达一种“不要吃我”的信号,就是CD47。于是他们做了这样的实验,就是敲减肿瘤细胞中Vtn的同时,使用抗CD47抗体,来确定对肿瘤及TAM的影响。结果发现,敲减肿瘤细胞的Vtn并且使用抗CD47抗体,可以协同介导抗肿瘤活性并增强TAM扩增和吞噬作用:



最后他们形成了这样的示意图:



肿瘤细胞中的Vtn过表达,结合了巨噬细胞上的C1qbp后,使得巨噬细胞C1qbp促进了CD16诱导的SHP1募集,抑制了Syk的磷酸化,从而导致巨噬细胞的吞噬作用被抑制。当敲除了Vtn-C1qbp这个配体-受体组合后,巨噬细胞中的Syk被磷酸化激活,促进了巨噬细胞对肿瘤的吞噬。虽然说,夏老师一直觉得12.4分的Theranostics上的文章,一直以来并不是特别优秀。但这篇文章给了我不一样的感觉,在验证过程中,在基因的筛选上,都做得很到位。整个故事的逻辑是能撑起来的,算是一篇很不错的文章。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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