本文介绍了一篇关于细胞间互作的研究,具体探讨了慢性应激条件下乳腺癌的转移情况,以及乳腺癌细胞与中性粒细胞之间的互作。文章讨论了外泌体在其中的作用及相关的信号通路。
介绍细胞间互作的有趣性,以及该文章是浙江大学医学院附属第二医院博士生发表在Adv Sci(Weinh)上的研究成果。文章关注的是慢性应激条件下乳腺癌的转移情况。
研究采用小鼠模型,检测慢性应激条件下乳腺癌的外泌体变化。通过提取外泌体并注射到荷瘤小鼠,分析其与乳腺癌转移的关系。同时,分析了慢性应激相关的受体在乳腺癌中的表达情况。
研究发现,慢性应激会导致乳腺癌细胞外泌体增多。外泌体中的SP1蛋白被中性粒细胞吞噬后,会激活TLR4-NFκB通路,引发IL-1β的表达,促进中性粒细胞的极化。同时,中性粒细胞高表达的CXCL2会招募更多的中性粒细胞,从而促进乳腺癌细胞的转移。
文章在验证过程中存在一定的逻辑和实验设计上的不足。例如,使用抑制剂或拮抗剂的方式不能严格证明特定受体或蛋白的作用,实验的验证过程存在逻辑谬误。同时,文章只关注了蛋白表达和通路激活的简单层面,对于细胞间互作的验证还远远不够。
细胞间的互作,算是比较有意思的研究方向。今天讲的这篇浙江大学医学院附属第二医院博士生,发表在14.3分的Adv Sci(Weinh)上的文章,算是一篇较为简单的细胞间互作研究。说是简单,就是因为在这篇文章里,设计的机制验证实验,并不是特别严谨(
科研的推理过程,其实需要的就是严谨性,在符合逻辑的基础上提出假设,并进行推理验证,这是科研的根本,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
)。但这篇文章又可以说是细胞间互作的研究的一个模板,对于直观地分析细胞间通过细胞因子的通讯,还是有一定借鉴作用的,我们就来看看他们都做了点什么吧:
他们研究的是慢性应激条件下,乳腺癌的转移情况。通过对于小鼠模型的研究,他们发现慢性应激,的确能使得荷瘤小鼠乳腺癌转移增加。同时他们想要试图分析造成乳腺癌转移增加的原因,于是就检测了慢性应激条件下,乳腺癌的外泌体变化。结果发现,乳腺癌细胞在慢性应激条件下,外泌体产生增多。而提取了这些外泌体后,将其注射回荷瘤小鼠,在无应激的条件下,S-exo(应激后获得的乳腺癌外泌体)会促进乳腺癌转移。在使用了外泌体抑制剂后,他们发现,应激条件所导致的乳腺癌肺转移减少(
这个验证过程,其实就是柯霍氏法则的验证方法,通过移入或抑制S-exo的产生,来分析对于肿瘤转移表型的影响,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》
)。这些结果都显示了应激诱导的肿瘤外泌体,可能是引发肿瘤转移的关键:
那么慢性应激会如何导致肿瘤细胞外泌体增加呢?他们分析了慢性应激相关的几个受体,在乳腺癌上的表达情况,结果发现β肾上腺素受体ADRB2的表达在应激后的乳腺癌细胞中表达明显上调。而通过模拟β肾上腺素,或通过β肾上腺素受体拮抗剂,都能调控乳腺癌细胞产生的外泌体浓度。这也就说明了β肾上腺素-ADRB2,可能是导致乳腺癌外泌体增多的关键。那么外泌体增多后,下游的靶细胞又是什么呢?他们通过流式分析后发现,在慢性应激后,血液中和肺组织中,中性粒细胞明显增多。而使用了β肾上腺素受体拮抗剂后,中性粒细胞的数量减少。同时通过LY6G抗体清除中性粒细胞后,S-exo处理的乳腺癌的肺转移数量也降低了(
这个步骤的验证,看着没什么问题,但实际上还是有一定的局限性的,由于使用拮抗剂,并不能体现是仅仅拮抗了乳腺癌中的ADRB2,同样S-exo处理也未必是直接针对中性粒细胞的,所以这个命题在证明过程中,验证的这个概念外延就是不能周延的,所以在这一步验证过程中,其实不应该直接使用β肾上腺素受体拮抗剂,这样会造成肯定后件或者中项不周延的逻辑谬误,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
)。然后他们又分析了一下中性粒细胞中细胞因子的表达,结果发现中性粒细胞中,还会在S-exo刺激后,表达大量的CXCL2这种趋化因子,这种趋化因子会招募更多的中性粒细胞:
那么中性粒细胞在受到S-exo刺激后,会引发什么样的变化呢?首先他们分析了S-exo刺激后,中性粒细胞中信号通路的变化,结果发现NFκB信号通路,以及上游的Toll样受体信号通路都受到了外泌体的影响(
这俩信号通路都和免疫细胞息息相关,和细胞因子的转录也有着密切的关系,如果不熟悉NFκB信号通路或者Toll样受体信号通路的话,可以去看看《信号通路是什么鬼?》系列复习下
)。他们发现S-exo刺激后,中性粒细胞的TLR4-NFκB这个通路被激活,IL-1β的表达增加,促进了IL-1β+中性粒细胞的极化:
那么S-exo这个外泌体中,具体应该会有某种蛋白激活了中性粒细胞的TLR4-NFκB这个通路(
这就是假设的迭代,在通过之前的结果,他们发现了外泌体对于中性粒细胞的TLR4-NFκB这个通路以及IL-1β+中性粒细胞极化的影响,于是他们结合这些结果,提出了这样的假设迭代,假设迭代是一个课题得以推进的关键,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》
)。他们进一步分析了S-exo中的蛋白,结果发现,乳腺癌细胞的S-exo外泌体中,SP1这个蛋白的表达明显增多。在使用了SP1抑制剂后,中性粒细胞的数量也出现了下降,同时肿瘤的转移也被抑制了:
最后就形成了这样的示意图(
这个图是夏老师随便用PPT画的,不知道怎么画的话,可以去看看《夏老师带你读文献》,都介绍过
),在慢性应激条件下β-肾上腺素增多,激活了肿瘤细胞中的ADRB2受体,促进了肿瘤细胞的外泌体产生。外泌体中的SP1在被中性粒细胞吞噬后,导致了中性粒细胞TLR4-NFκB通路的激活,引发了IL-1β的表达,促进了中性粒细胞的极化。同时中性粒细胞中高表达的CXCL2,又招募了更多的中性粒细胞,从而促进了乳腺癌细胞的转移:
总的来说,这篇文章只是在蛋白表达的层面,以及通路激活与否的简单层面,解释了乳腺癌细胞与中性粒细胞之间的互作。对于细胞间互作而言,这些验证是远远不够的。但如果就蛋白表达层面而言,这篇文章又不能将表达的重点锁定在肿瘤细胞和中性粒细胞(
因为他们使用的都是抑制剂或拮抗剂,这完全不能解释外周血中其他细胞所产生的相同蛋白,或者说也不能排除其他可能性,这就造成了外延的扩大,引发了肯定后件或者中项不周延的逻辑谬误,不清楚概念的外延和内涵,以及逻辑谬误的话,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
)。虽然看上去这篇文章验证的挺多,也挺完整,但实际上还是不够严谨,缺失了太多可以验证的信息。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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