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四位博士共一发了48.8分的Cell大子刊,这中山大学的文章,做了成纤维细胞与内皮细胞的CrossTalk,真不错……

实验万事屋  · 公众号  · 科研  · 2024-10-07 08:20

正文

成纤维细胞其实在TME(肿瘤微环境)中,也是一个举足轻重的存在,所以夏老师在PubMed上冲浪的时候,就看到了这么一篇中山大学中山纪念医院发表在48.8分的Cell子刊Cancer Cell上的文章。可以看得出来,这篇文章的工作量是巨大的:



他们研究的是BCa(膀胱癌)的LVI(淋巴血管浸润)和LN(淋巴结)转移,其实他们第一步还是从筛选开始的,首先他们通过单细胞测序,分析了BCa中LVI与LN转移相关的细胞簇(下面的UMAP图相信大家应该能看懂了,这个在《夏老师带你读文献》和《列文虎克读文献》里也都讲过,就是多主成因的降维图形,来分析单细胞测序情况下的不同细胞分簇,每个分簇其实代表了一个转录组相近的一个细胞簇)。结果发现BCa中LVI与LN转移样本中,CAFs(成纤维细胞)变化极大(下图的蓝框),而对CAFs进行再进一步分析后发现BCa中LVI与LN转移组中PDGFRα+ITGA11+的CAFs明显增多:



这也就暗示了,PDGFRα+ITGA11+的CAFs可能与BCa的LVI与LN转移和预后差有关,于是他们进行了预后差异分析,结果发现PDGFRα+ITGA11+的CAFs对应的BCa,的确预后较差(这其实也对应了分子柯霍氏法则中基因的表达与表型的关联性,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》),同时PDGFRα+ITGA11+的CAFs与LECs(淋巴内皮细胞)呈正相关,LECs是淋巴管的关键成分。于是他们用PDGFRα+ITGA11+的CAFs与HLECs(人淋巴内皮细胞)进行共培养,结果的确促进了HLECs的管腔形成:



那么PDGFRα+ITGA11+的CAFs是否是导致BCa的LVI与LN转移的关键呢?于是他们使用了Cre-LoxP特异性敲除了CAFs的PDGFRα和ITGA11(Cre-LoxP系统就是通过Cre重组酶进行特异性细胞基因改造的方法,不清楚Cre-LoxP系统的话,可以去看看《列文虎克读文献》,都给你们介绍过),结果发现,小鼠早期BCa的LVI与LN转移被明显抑制了:



而空间转录组学(其实是根据组织切片上进行转录组学分析,明确空间定位)也确定了PDGFRα+ITGA11+的CAFs是可以和LECs相互作用的:



而PDGFRα+ITGA11+的CAFs是可以和LECs相互作用主要是基于膜接触,那么这个接触的过程激活了什么样的蛋白呢?于是他们进行了GST-Pulldown分析,发现PDGFRα+ITGA11+的CAFs中的ITGA11可以与HLECs上的SELE相互结合。当敲减了PDGFRα+ITGA11+的CAFs中的ITGA11,肿瘤细胞的迁移侵袭也降低了(这个可以说是柯霍氏法则的验证,但实际上这样的敲除法,还是有一定的缺陷的,要知道有什么样的缺陷,可以看看《列文虎克读文献》和《信号通路是什么鬼?》系列):



ITGA11与SELE相互结合,是可以激活下游通路的,这里他们发现SELE是可以激活Src蛋白的,这个Src蛋白能影响的下游其实就比较复杂了,他们发现SELE与Src结合后是可以激活VEGFR3磷酸化的,通过VEGFR3可以激活下游的MAPK信号通路(其实VEGF信号通路也好,MAPK信号通路也好,这几个信号通路都算是比较常见的,不了解的话,可以去看看《信号通路是什么鬼?》系列,熟悉一下)。而VEGFR3的磷酸化激活突变体,可以阻断ITGA11与SELE相互结合对于LECs的内皮连接和血管通透性的影响:



其实怎么说呢,Src应该也可也作为是VEGFR的下游,引导PI3K-AKT信号通路(可以去看看《信号通路是什么鬼?》系列的VEGFR信号通路),如果阻断上游的话,下游Src是不是被SELE激活,还有没有价值呢?这段我就有点不太明确了。但是可以知道的是VEGFR3的磷酸化,对于ITGA11与SELE相互结合后激活是必不可少的:



由于PDGFRα+ITGA11+的CAFs影响的是LECs的内皮细胞连接,所以他们也分析了一下PDGFRα+ITGA11+的CAFs的分泌蛋白对于LECs的ECM(细胞外基质)的影响,通过筛选,他们找到了CHI3L1这个分泌蛋白,这个PDGFRα+ITGA11+的CAFs分泌的蛋白,可以通过影响LECs的MMP2重塑LECs的ECM:



然后他们又分析了PDGFRα+ITGA11+的CAFs中PDGFRα和ITGA11转录启动的关键。他们用单细胞测序的伪时间顺序(这个就是按照每个细胞某个基因的表达量,从低到高排列,模拟出一个基因表达的时间顺序),结果发现这个过程中TGFβ信号通路被激活了(TGFβ/SMAD信号也算是个常见的信号通路了,会被胞外TGFβ激活,不熟悉TGFβ/SMAD信号通路的话,可以去翻翻《信号通路是什么鬼?》系列),而激活PDGFRα+ITGA11+的CAFs的TGFβ信号通路的,则是BCa细胞分泌的TGFβ:



最后,他们考虑了对于PDGFRα+ITGA11+的CAFs的治疗。他们使用了两种中和抗体,一个是ITGA11的抗体αITGA11,另一个是PDGFRα+ITGA11+的CAFs分泌的CHI3L1的中和抗体αCHI3L1。结果发现,这两个抗体的确能抑制早期BCa的LVI与LN转移:



最后形成了这样的示意图,PDGFRα+ITGA11+的CAFs通过两种途径影响LECs,一方面是通过ITGA11结合LECs上的SELE,激活Src→VEGFR3→MAPK信号通路;另一方面PDGFRα+ITGA11+的CAFs通过分泌CHI3L1,通过MMP2重塑LECs的ECM:



这篇文章的工作量其实是挺大的,验证过程虽然算不上完美,但是对于ITGA11→SELE→VEGFR3中VEGFR3磷酸化的依赖性上,其实还是可以说明一些问题的。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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