本文主要讲述了关于巨噬细胞与肿瘤细胞间互作的研究,具体探讨了在肺腺癌(LUAD)中整合素β8(ITGβ8)的作用及其与肿瘤相关巨噬细胞(TAM)的关系。文章通过数据挖掘发现ITGβ8在肺腺癌患者中表达增高,并与预后变差及TAM浸润有关。通过共培养实验,发现ITGβ8过表达的肿瘤细胞能诱导巨噬细胞表现出M2极化表型,进而促进肿瘤细胞的恶化表型,如增殖和迁移侵袭。研究进一步揭示了ITGβ8通过CCL5影响巨噬细胞极化的机制,并确定了ITGβ8通过PI3K-AKT信号通路激活IRF9从而促进CCL5的转录。最后,文章指出这一过程在体内实验中得到了验证,并形成一个正反馈通路。
巨噬细胞在肿瘤微环境中的重要作用被广泛关注,本文旨在探讨巨噬细胞与肿瘤细胞间的互作,特别是整合素β8(ITGβ8)在其中的作用。
通过数据挖掘,发现ITGβ8在肺腺癌患者中表达增高并与预后不良相关。共培养实验显示,ITGβ8过表达的肿瘤细胞能诱导巨噬细胞M2极化,进而影响肿瘤细胞的恶性表型。进一步的研究揭示了ITGβ8通过CCL5影响巨噬细胞极化的机制,并确定了相关的信号通路。
文章通过层层假设和验证,揭示了一个细胞间正反馈通路的形成过程,这是本文的创新点。同时,文章对于科研推理和逻辑的讲解也具有一定的启发性。
文章在验证PI3K-AKT信号通路对于CCL5转录影响的过程中,细节验证不够严谨,可能存在肯定后件的逻辑谬误。
今天讲的这篇文章有点意思,现在研究巨噬细胞的比较多,而在巨噬细胞研究中,微环境中细胞间的Crosstalk其实应该算是比较热门且算是在机制上比较深入的研究方向了。今天讲的这篇哈尔滨医科大学附属肿瘤医院博士生发表在14.3分的Adv Sci(Weinh)上的文章,就挺有意思。文章的开始也只是从肿瘤微环境中一个基因的差异表达开始的,但通过层层的假设和假设迭代(
假设就是一篇文章的前提,也就是通过已知信息的总结,提出一个可以验证的假设,再通过不断地验证并进行假设的迭代,逐步推进课题的进展,不清楚假设和假设迭代的话,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
),最终就形成了一个细胞间互作的正反馈途径,还是挺有意思的,我们一起来看看吧:
首先他们分析的是肿瘤细胞中的差异表达,他们做的是LUAD(肺腺癌),通过对数据库的挖掘,他们发现整合素β8,也就是ITGβ8在肺腺癌患者的肿瘤组织中,表达会明显增高(
数据库的挖掘,其实就是对已有组学数据,进行归纳法中米勒五法的求同求异法的分析,通过分析肿瘤和正常组织间的差异,找到与肿瘤可能绑定的差异表达基因,不清楚归纳法或者米勒五法的话,可以去看看《列文虎克读文献》和《科研的推理和逻辑:从实验台到咖啡桌》
)。而ITGβ8的表达增多,会导致LUAD的预后变差。同时,ITGβ8的表达增多也与TAM(肿瘤相关巨噬细胞)的浸润有一定的关联性:
于是他们就使用过表达或敲减的ITGβ8的肿瘤细胞与巨噬细胞进行了共培养(
这部分验证,其实就是柯霍氏法则的验证通过移入或移除某个关键因素,在这里就是肿瘤细胞中的ITGβ8的表达,来查看对巨噬细胞极化表型的影响,从而将两者关联起来,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》
),发现与ITGβ8过表达的肿瘤细胞共培养后,巨噬细胞表现出明显的M2极化表型。M2极化的巨噬细胞,和免疫抑制相关,也就是可能会帮助肿瘤细胞逃脱免疫制裁。那么巨噬细胞受到了高表达ITGβ8的肿瘤细胞刺激后,会对肿瘤细胞造成什么样的影响呢?他们就做了这么个验证,首先是让巨噬细胞和过表达或敲减ITGβ8的肿瘤细胞共培养,然后将共培养后的巨噬细胞取出,再去与普通的肿瘤细胞共培养,查看对肿瘤细胞的影响。折腾完之后,他们发现被诱导过的巨噬细胞,会促进肿瘤细胞的恶化表型,如增殖和迁移侵袭:
那么高表达ITGβ8肿瘤细胞是通过什么途径去影响巨噬细胞的呢?他们分析了巨噬细胞在与高表达ITGβ8肿瘤细胞共培养后的蛋白表达情况后发现,巨噬细胞会被诱导表达CCR5。于是他们提出了新的假设,可能是由于肿瘤细胞过表达ITGβ8后,导致了CCR5的配体CCL5的表达,从而影响了巨噬细胞极化(
这里假设的迭代,其实就是通过这些已知的信息,重新整理组合再提出的,已知巨噬细胞的膜受体CCR5的过表达,第一个能想到的就是其配体的表达情况,这样的假设迭代,也就是推进课题的关键,不清楚假设和假设迭代的话,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
)。那为了验证这个假设,他们在共培养诱导巨噬细胞的肿瘤细胞中,一方面过表达ITGβ8,一方面敲减CCL5,然后分析用这样的肿瘤细胞诱导的巨噬细胞,再回过头对肿瘤细胞会造成什么样的影响。结果发现ITGB8通过CCL5,诱导巨噬细胞的极化和趋化活性,并且会影响与巨噬细胞共培养的肿瘤细胞的迁移侵袭能力:
那么肿瘤细胞过表达ITGβ8后,是通过什么途径影响CCL5表达的呢?他们通过对于CCL5的转录调控因子,以及过表达ITGβ8后信号通路的变化分析,发现ITGβ8可以通过PI3K-AKT信号通路(
PI3K-AKT信号通路算是比较常见的信号通路,AKT作为激酶对于下游转录因子的磷酸化激活或者磷酸化抑制,会辐射状影响大量的基因转录和表达,不清楚这个信号通路的话,可以去看看《信号通路是什么鬼?》系列的相关章节
),激活IRF9,可以促进CCL5的转录。使用PI3K-AKT信号通路抑制剂,也能达到敲减CCL5类似的巨噬细胞极化以及肿瘤细胞恶性化影响表型:
接着他们进行了体内实验的验证,确定了肿瘤细胞过表达ITGβ8,会通过影响巨噬细胞M2极化,促进LUAD在体内的进展。同时他们发现巨噬细胞受到影响后,M2极化所产生的IL10和IL8,会促进肿瘤细胞中Sp1转录因子的活化,并激活肿瘤细胞中ITGβ8的表达,形成一个正反馈通路:
最后就形成了这样的示意图,肿瘤细胞中ITGβ8的高表达,会导致PI3K-AKT信号通路激活,通过IRF9激活CCl5的转录。CCL5通过巨噬细胞中的CCR5,促进了巨噬细胞的趋向募集,并激活了巨噬细胞的M2极化,巨噬细胞M2极化产生的IL10和IL8,会通过激活肿瘤细胞中的Sp1,促进ITGβ8的转录,形成一个正反馈通路:
总的来说,这篇文章的思路是挺不错的,但是有几点还是做得比较粗略了。比如,在验证PI3K-AKT信号通路对于CCL5转录影响的过程中,他们只是使用了信号通路抑制剂,而不是针对于IRF9与CCL5启动子的结合来进行验证,这就会造成肯定后件的逻辑谬误(
由于“PI3K-AKT信号通路所涉及的下游”这个概念的外延十分的广,并不能等同于“IRF9影响ITGβ8的转录”这个概念,所以由于外延的不同,就造成了肯定后件的逻辑谬误,不熟悉概念的外延和内涵,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?》系列复习下
),这些细节的验证不够严谨,可能就是这篇文章比较大的一个缺憾了。总的来说这篇文章还是不错的,给我们展示了一个正反馈通路是如何通过假设逐步挖掘出来的。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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