科研行星资源

这篇文献来看看,如何切实研究该转换的上下游关系,以及如何设计多样化实验来阐明在中介物质参与下该过程的进展

下载.jpeg

循环肿瘤细胞细胞外基质蛋白高表达意味着肿瘤细胞由于定植而产生ECM能力增强。本研究讨论了胶原和热休克蛋白47-HSP47EMT中高表达的现象,以及在循环肿瘤细胞中,HSP47的表达会刺激乳腺上皮细胞出现间充质表型-增强对血小板的募集以及促进癌细胞在肺中的居留和定植。关于上皮-间充质转换之前已经提到过,但如何切实研究该转换的上下游关系,以及如何设计多样化实验来阐明在中介物质参与下该过程的进展,本研究给出了不错的范例。



F1
下载 (1).jpeg

为确定是否HSP47的表达和ECM网络基因与EMT的过程联系在一起,研究者分析了正处于EMT过程的MECs基因表达,分析测序数据发现ECM网络的基因,比如COL1A1,COL1A2,COL4A1在EMT过程中被激活,B-D则说明在TWIST和Snail引起的EMT中,HSP47的转录和翻译均增高。

随后探究HSP47EMT的具体作用,构建HSP47敲入小鼠后分离原代乳腺癌细胞,发现HSP47阳性4-5天培养之后就获得间充质表型,而HSP47阴性却不一样;;在HMLE细胞中沉默了47,抑制了TGF引起的EMT,随后进行获能实验表达HSP47,结果就是乳腺癌细胞更倾向于间充质表型(间充质和上皮细胞具有显著不同marker)。

TCGA支持HSP47mRNA水平与EMT调节因子和marker密切相关比如twistsnailFN1CDH2TICs是具有干细胞特性的肿瘤细胞,而EMT可提高肿瘤细胞的干性。成球试验tumorsphere可以证明肿瘤细胞的干性,比较原始肿瘤细胞和TIC富集的细胞,可以发现在肿瘤球中47和胶原基因表达明显增多,沉默HSP47降低肿瘤细胞成球,敲除HSP47可以抑制某细胞系的定植。

F2
下载 (2).jpeg

接下来就是本项研究的重头戏,HSP47怎样提高肿瘤细胞的定植和转移。Heatmap和Boxplot分别说明了原始癌细胞和循环肿瘤细胞CTC中ECM相关基因水平和HSP47 mRNA的表达情况;随后使用三阴性乳腺癌细胞制造小鼠乳腺癌model并使用活体成像/HE染色和定量来表现了造模4周后该细胞在小鼠肺中定植情况(C-E)。接下来进行原发乳腺癌切除后与沉默HSP47的4T1细胞后肺转移瘤的HE染色情况(F-G)。

而随后使用三阴性乳腺癌细胞系从HSP47的表达到敲低分别验证了其在循环肿瘤细胞定植肺部中的作用(J-M,用GFP进行标记,肺部切除后在荧光显微镜下进行观察并定量)。

F3
640.png

回归到本文主题,HSP47毕竟要在细胞-血小板interaction之上产生影响。那要怎样验证肿瘤细胞与血小板interaction?

研究者照例使用荧光显微镜观察,验证了沉默HSP47会使乳腺癌肺转移明显减少(A-B);流式与免疫荧光皆可证明表达与沉默HSP47后血小板与肿瘤细胞之间的黏附率(C-E);血小板聚集是否是肺转移的主要因素,而对这种作用最为直观的验证方法便是使用GP1b抗体抑制血小板聚集从而观察该处理是否可以影响血小板-肿瘤细胞相互作用/黏附所介导的癌细胞在肺部的保留(F-I),no significant 的结果表明这些作用并非是由血小板聚集引起的,还需要探索其他路径。

F4
640 (1).png
在直接针对血小板聚集的GP1b抗体阻滞法未见成效之后,研究者开始探索在循环肿瘤细胞CTC上高表达的1型、4型胶原以及基底膜胶原,而一系列体内外实验均可以证明癌细胞产生的胶原(特别是1型胶原)更可以引起血小板-肿瘤细胞interaction,而针对作为此种胶原受体的抗体更是可以阻断这两者之间的反应,有效降低了癌细胞在肺中的定植。这些实验与前述实验又相似的特征,大家可以通过图片解读,无需详细解释。

F5
640 (2).png

此图说明了HSP-47依赖的血小板招募会促进肿瘤细胞的聚集和外渗,这些就是常见的功能试验,一旦研究者确定了目标物可能会产生的功能影响以及相对于研究方向上的功能(譬如此研究中指向性非常明确的从乳腺癌到循环肿瘤细胞再到肺转移的路径),即可展开相应的功能试验加以验证。此研究涉及的有细胞聚集试验,跨内皮转移实验以及细胞外渗试验,均可支持前述的研究结果。

最后,作者又给出了依据临床样本而来的HSP47 gene在乳腺癌/转移癌中的表达情况,并且在大样本支持下指出相对于其他亚型,TNBC cell中HSP47表达水平更高而且更易与肿瘤转移与不良预后相关。


乳腺癌可以说是一类已被深入研究的癌症,并且也开发出了相应的靶向药进行治疗,但是即使研究“透彻”,其实也有很多未知的点进行挖掘,结合当下热点以及日新月异、层出不穷的新技术新方法,以及研究者们在前期打下的牢固基础和深厚的积累,科学的无穷无尽的台阶总能够进一步的。

原文标题:

Hsp47 promotes cancer metastasis by enhancing collagen-dependent cancer cell-platelet interaction

文章来源于E医社 ,作者咻咻咻嘭嘭嘭

QQ客服
电子邮箱
淘宝官店
没有账号?