论文部分内容阅读
目的:
本研究旨在探讨非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)细胞源性外泌体对人肺成纤维细胞及NSCLC细胞增殖、凋亡及α-平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA)的调控作用;评估NSCLC患者肿瘤细胞源性外泌体中α-SMA与患者临床特征、预后的相关性。
方法:
(1)应用沉淀超速离心的试剂盒分离提取NSCLC细胞A549上清培养液中外泌体。透射电镜和Western blot检测A549外泌体的形态、蛋白标记以及α-SMA的表达。人肺成纤维细胞(HLF1)及NSCLC细胞(A549)中,分别孵育添加PBS的培养基(NC组)、转染α-SMA过表达质粒且孵育添加PBS的培养基(α-SMA组)、孵育添加200μg/mL外泌体培养基(Exosome组);同时准备鞘磷脂酶抑制剂处理后的A549细胞,将其外泌体抽提物孵育HLF1及A549细胞,作为Exosome-free组。使用CCK-8(cell counting kit-8)检测细胞增殖情况,应用Annexin V-FITC/PI检测细胞凋亡,反转录荧光定量PCR检测α-SMA的转录水平,免疫荧光检测α-SMA的蛋白水平。
(2)设计α-SMA干扰质粒,将α-SMA干扰质粒转染至HLF1及A549细胞中。将A549外泌体与经转染或未经转染α-SMA干扰质粒的HLF1细胞及A549细胞共培养。应用反转录荧光定量PCR检测α-SMA的转录水平,免疫荧光检测α-SMA的蛋白水平,使用CCK-8检测细胞增殖,Annexin V-FITC/PI检测细胞凋亡,Western blot检测p-Janus激酶2(p-Janus kinase2,pJAK2)及p-蛋白激酶B(p-protein kinase B,pAKT)表达量。
(3)纳入160例经手术切除的NSCLC癌患者,收集其癌及癌旁组织,通过试剂盒分离提取组织中的外泌体,使用Western blot检测外泌体中α-SMA的表达量。记录患者的基本特征及肿瘤特征,并随访36个月,记录患者的无病生存期(disease-free survivial,DFS)及总生存期(overall survival,OS)。肿瘤细胞源性外泌体α-SMA表达水平与患者临床特征之间的关联采用Wilcoxon秩和检验或Kruskal-Wallis H秩和检验分析。患者DFS和OS采用Kaplan-Meier(K-M)曲线展示,肿瘤细胞源性外泌体α-SMA高低表达组患者的DFS和OS比较采用log-rank检验分析。DFS和OS的预测因素采用单因素和多因素Cox’s比例风险回归模型进行分析。
结果:
(1)成功分离提取A549细胞培养上清液中的外泌体,外泌体形态呈盘状,表达CD9、CD63、CD86、Flotinlin-1及EEF2标记蛋白,高表达α-SMA蛋白。HLF1细胞中,Exosome组相比于NC组及Exosome-free组增殖上升,凋亡率降低,C-Caspase3表达降低,Bcl-2表达升高,α-SMA的mRNA及蛋白水平上调;Exosome组相比于α-SMA组增殖降低,凋亡率不变,C-Caspase3及Bcl-2表达几乎不变,α-SMA的mRNA及蛋白水平下调;A549细胞中,Exosome组相比于NC组及Exosome-free组增殖上升,凋亡降低,C-Caspase3表达降低,Bcl-2表达升高,α-SMA的mRNA及蛋白水平上调;Exosome组相比于α-SMA组增殖率不变,凋亡率不变,C-Caspase3及Bcl-2表达几乎不变,α-SMA的mRNA及蛋白水平无显著变化。
(2)转染α-SMA干扰质粒后,HLF1及A549细胞中α-SMA转录及蛋白表达量降低,挽救补加A549来源外泌体后,α-SMA表达升高,且与空白对照组接近;转染α-SMA干扰质粒后,HLF1及A549细胞48h及72h增殖率降低,挽救补加A549来源外泌体后,细胞增殖率升高,且与空白对照组接近。转染α-SMA干扰质粒后,HLF1及A549细胞72h凋亡率上升,挽救补加A549来源外泌体后,细胞凋亡率降低,且与空白对照组接近。转染α-SMA干扰质粒后,HLF1及A549细胞pJAK2及pAKT表达量降低,挽救补加A549来源外泌体后,pJAK2及pAKT表达量上升,且与空白对照组接近。
(3)NSCLC患者癌组织中外泌体α-SMA表达量较癌旁组织显著上升。肿瘤细胞源性外泌体α-SMA与患者淋巴结转移、TNM分期以及CEA异常相关。肿瘤细胞源性外泌体α-SMA与NSCLC患者较低的DFS和OS相关,且α-SMA表达量越高,DFS及OS越低。单元回归分析显示,肿瘤细胞源性外泌体α-SMA高表达与NSCLC患者较低的DFS及OS相关,然而多因素回归分析显示,外泌体α-SMA高表达不是预测NSCLC患者DFS或OS的独立因素,推测其可能通过其他独立预测因素(较高的TNM分期及CEA异常)来影响患者预后。
结论:
成功分离NSCLC细胞A549培养上清液中及NSCLC患者肿瘤细胞中的外泌体。A549来源的外泌体中α-SMA高表达,且A549外泌体可调控HLF1及A549细胞的增殖、凋亡以及α-SMA的表达。研究发现,A549来源外泌体可通过传递α-SMA来调控JAK2/STAT3及AKT/MAPK通路的激活,从而促进HLF1及A549细胞的增殖,抑制其凋亡。临床队列研究发现,NSCLC患者肿瘤细胞源性外泌体中α-SMA与患者淋巴结转移、TNM分期、CEA异常相关以及较差的DFS、OS相关。因此,肿瘤细胞源性外泌体中α-SMA是潜在治疗NSCLC的靶点,且能评估NSCLC患者的疾病分期以及总体预后,并能以此改善对NSCLC患者的管理,提高其生存情况。
本研究旨在探讨非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)细胞源性外泌体对人肺成纤维细胞及NSCLC细胞增殖、凋亡及α-平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA)的调控作用;评估NSCLC患者肿瘤细胞源性外泌体中α-SMA与患者临床特征、预后的相关性。
方法:
(1)应用沉淀超速离心的试剂盒分离提取NSCLC细胞A549上清培养液中外泌体。透射电镜和Western blot检测A549外泌体的形态、蛋白标记以及α-SMA的表达。人肺成纤维细胞(HLF1)及NSCLC细胞(A549)中,分别孵育添加PBS的培养基(NC组)、转染α-SMA过表达质粒且孵育添加PBS的培养基(α-SMA组)、孵育添加200μg/mL外泌体培养基(Exosome组);同时准备鞘磷脂酶抑制剂处理后的A549细胞,将其外泌体抽提物孵育HLF1及A549细胞,作为Exosome-free组。使用CCK-8(cell counting kit-8)检测细胞增殖情况,应用Annexin V-FITC/PI检测细胞凋亡,反转录荧光定量PCR检测α-SMA的转录水平,免疫荧光检测α-SMA的蛋白水平。
(2)设计α-SMA干扰质粒,将α-SMA干扰质粒转染至HLF1及A549细胞中。将A549外泌体与经转染或未经转染α-SMA干扰质粒的HLF1细胞及A549细胞共培养。应用反转录荧光定量PCR检测α-SMA的转录水平,免疫荧光检测α-SMA的蛋白水平,使用CCK-8检测细胞增殖,Annexin V-FITC/PI检测细胞凋亡,Western blot检测p-Janus激酶2(p-Janus kinase2,pJAK2)及p-蛋白激酶B(p-protein kinase B,pAKT)表达量。
(3)纳入160例经手术切除的NSCLC癌患者,收集其癌及癌旁组织,通过试剂盒分离提取组织中的外泌体,使用Western blot检测外泌体中α-SMA的表达量。记录患者的基本特征及肿瘤特征,并随访36个月,记录患者的无病生存期(disease-free survivial,DFS)及总生存期(overall survival,OS)。肿瘤细胞源性外泌体α-SMA表达水平与患者临床特征之间的关联采用Wilcoxon秩和检验或Kruskal-Wallis H秩和检验分析。患者DFS和OS采用Kaplan-Meier(K-M)曲线展示,肿瘤细胞源性外泌体α-SMA高低表达组患者的DFS和OS比较采用log-rank检验分析。DFS和OS的预测因素采用单因素和多因素Cox’s比例风险回归模型进行分析。
结果:
(1)成功分离提取A549细胞培养上清液中的外泌体,外泌体形态呈盘状,表达CD9、CD63、CD86、Flotinlin-1及EEF2标记蛋白,高表达α-SMA蛋白。HLF1细胞中,Exosome组相比于NC组及Exosome-free组增殖上升,凋亡率降低,C-Caspase3表达降低,Bcl-2表达升高,α-SMA的mRNA及蛋白水平上调;Exosome组相比于α-SMA组增殖降低,凋亡率不变,C-Caspase3及Bcl-2表达几乎不变,α-SMA的mRNA及蛋白水平下调;A549细胞中,Exosome组相比于NC组及Exosome-free组增殖上升,凋亡降低,C-Caspase3表达降低,Bcl-2表达升高,α-SMA的mRNA及蛋白水平上调;Exosome组相比于α-SMA组增殖率不变,凋亡率不变,C-Caspase3及Bcl-2表达几乎不变,α-SMA的mRNA及蛋白水平无显著变化。
(2)转染α-SMA干扰质粒后,HLF1及A549细胞中α-SMA转录及蛋白表达量降低,挽救补加A549来源外泌体后,α-SMA表达升高,且与空白对照组接近;转染α-SMA干扰质粒后,HLF1及A549细胞48h及72h增殖率降低,挽救补加A549来源外泌体后,细胞增殖率升高,且与空白对照组接近。转染α-SMA干扰质粒后,HLF1及A549细胞72h凋亡率上升,挽救补加A549来源外泌体后,细胞凋亡率降低,且与空白对照组接近。转染α-SMA干扰质粒后,HLF1及A549细胞pJAK2及pAKT表达量降低,挽救补加A549来源外泌体后,pJAK2及pAKT表达量上升,且与空白对照组接近。
(3)NSCLC患者癌组织中外泌体α-SMA表达量较癌旁组织显著上升。肿瘤细胞源性外泌体α-SMA与患者淋巴结转移、TNM分期以及CEA异常相关。肿瘤细胞源性外泌体α-SMA与NSCLC患者较低的DFS和OS相关,且α-SMA表达量越高,DFS及OS越低。单元回归分析显示,肿瘤细胞源性外泌体α-SMA高表达与NSCLC患者较低的DFS及OS相关,然而多因素回归分析显示,外泌体α-SMA高表达不是预测NSCLC患者DFS或OS的独立因素,推测其可能通过其他独立预测因素(较高的TNM分期及CEA异常)来影响患者预后。
结论:
成功分离NSCLC细胞A549培养上清液中及NSCLC患者肿瘤细胞中的外泌体。A549来源的外泌体中α-SMA高表达,且A549外泌体可调控HLF1及A549细胞的增殖、凋亡以及α-SMA的表达。研究发现,A549来源外泌体可通过传递α-SMA来调控JAK2/STAT3及AKT/MAPK通路的激活,从而促进HLF1及A549细胞的增殖,抑制其凋亡。临床队列研究发现,NSCLC患者肿瘤细胞源性外泌体中α-SMA与患者淋巴结转移、TNM分期、CEA异常相关以及较差的DFS、OS相关。因此,肿瘤细胞源性外泌体中α-SMA是潜在治疗NSCLC的靶点,且能评估NSCLC患者的疾病分期以及总体预后,并能以此改善对NSCLC患者的管理,提高其生存情况。