肿瘤细胞外泌体中IL-8通过调控NF-κB信号通路诱导脂肪消耗的机制研究

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癌症恶病质(Cancer-associated cachexia,CAC)是一种多因素综合征,它导致癌症患者体重大幅下降,主要表现为骨骼肌和脂肪的过度损耗,传统的营养支持不能完全逆转该状态,最终导致患者进行性功能丧失。据统计,20%以上的癌症患者的直接死因是恶病质而非癌症本身。体重的减轻,尤其是脂肪和骨骼肌重量的减轻,是癌症恶病质的关键特征。脂肪组织的消耗相对于骨骼肌消耗而言出现的更早。外泌体作为细胞间通讯的一种方式,将其携带的蛋白质、脂质、核酸和代谢物运送给周围的细胞或远处的器官,参与许多重要的生理病理过程。外泌体是肿瘤微环境的研究热点之一,癌症恶病质尤其是脂代谢异常仍有许多亟待解决的问题,外泌体在其中的具体作用值得我们深入探究。在本研究中,探讨了小鼠Lewis肺癌细胞(Lewis lung carcinoma,LLC)以及小鼠C26结肠癌细胞(Colon carcinoma 26,C26)分泌的外泌体携带的白细胞介素8(Interleukin-8,IL-8)在脂肪消耗中的分子机制。目的:1、探索LLC分泌的外泌体(LLC derived exosomes,LLC-exos)及C26分泌的外泌体(C26 derived exosomes,C26-exos)中是否携带IL-8,并探讨其在脂肪消耗中是否发挥作用;2、在体外实验中,使用CXCR2(Chemokine receptor 2,趋化因子受体2)、NF-κB(Nuclear factorκB,转录因子核因子κB)抑制剂来探索外泌体中的IL-8是否通过NF-κB信号通路来介导脂肪消耗;3、在体内实验中,使用LLC及C26细胞构建恶病质小鼠模型,探究IL-8与癌症恶病质中脂肪消耗的关系。方法:1、利用LLC、C26细胞系构建恶病质小鼠模型;2、利用苏木精—伊红染色法(H&E染色)观察并统计小鼠脂肪细胞横截面积的大小;3、利用蛋白质印迹检测白色脂肪棕色化标志蛋白的表达高低;4、利用甘油磷酸氧化酶法检测血清及细胞上清中甘油释放量的高低;5、利用ELISA检测小鼠血清中IL-8水平高低;6、超速离心法提取外泌体,利用电镜、纳米颗粒跟踪分析及蛋白质印迹鉴定外泌体,并检测外泌体中IL-8的表达;7、利用免疫荧光检测3T3-L1脂肪细胞摄取外泌体的情况;8、用IL-8中和抗体、CXCR2抑制剂以及NF-κB抑制剂处理脂肪细胞,检测外泌体及IL-8对脂肪消耗的作用。结果:1、LLC、C26构建的恶病质小鼠模型中血清IL-8水平增高,白色脂肪组织中棕色化标志性蛋白的表达水平升高;2、LLC、C26分泌的外泌体能够被分化的3T3-L1脂肪细胞摄取,且可以诱导脂肪消耗;3、IL-8在LLC、C26分泌的外泌体中表达,并通过NF-κB信号通路的激活,诱导脂肪消耗;4、使用IL-8中和抗体、CXCR2及NF-κB抑制剂能够缓解LLC-exos及C26-exos诱导的脂肪消耗。结论:实验结果显示LLC、C26细胞来源的外泌体中存在IL-8的表达,IL-8通过激活NF-κB信号通路来诱导恶病质的脂肪消耗。
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