口腔鳞癌源性癌相关成纤维细胞分泌的细胞外囊泡携带赖氨酰氧化酶促肺纤维化研究

来源 :大连医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:huanyingchangmaoshou
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研究背景:口腔鳞状细胞癌(Oral squamous cell carcinoma,OSCC)是口腔颌面部最常见的上皮性恶性肿瘤,约占口腔恶性肿瘤的90%,常向区域淋巴结转移,晚期发生远处转移,肺是OSCC远处转移时常见的靶器官。癌相关成纤维细胞(Carcinoma-associated fibroblasts,CAFs)是肿瘤微环境中最重要的间质细胞之一,在肿瘤转移的调控中起作用。现有的研究已经证实,肿瘤来源的产物可以调控转移,包括肿瘤分泌的各种分子以及肿瘤来源的细胞外囊泡(Extracellular vesicles,EVs)等。EVs作为介导细胞间通讯的载体,同时也可以介导原发肿瘤和远处器官之间的信息交流。它是由细胞分泌的具有脂质双分子层结构小囊泡的总称,其中外泌体是源于内体途径的EVs,由于目前多采用差速联合超高速离心的方法来分离EVs,这种方法很难追溯EVs的亚细胞起源,因此国际细胞外囊泡协会将直径小于200 nm的EVs称为小EVs(small EVs,sEVs)。目前已有研究报道CAFs来源的sEVs在肿瘤发生发展中起到重要作用,但CAFs来源的sEVs如何促进预转移器官发生改变及其分子机制尚不十分清楚。研究目的:本研究目的为明确OSCC源性CAFs分泌的sEVs对肺的影响及其分子机制,探索逆转肺损伤的方法。材料方法:我们从临床上收集两例OSCC患者手术切除的原位肿瘤,用胰酶联合I型胶原酶消化法分离提取2株原代CAFs,分别命名为CAF-S1和CAF-S2。肿瘤细胞采用UM-SCC6细胞系。培养细胞并收集细胞72小时含去除sEVs血清的条件培养液,通过差速联合超高速离心的方法从细胞条件培养液中提取sEVs。通过C57BL/6J小鼠尾静脉注射不同细胞来源的sEVs,在实验周期的第3、7和14天处死取肺组织并将其固定、包埋、切片,通过苏木精-伊红(Hematoxylin-eosin staining,HE)染色的方法以及Ashcroft评分考察OSCC来源的CAF sEVs在体内促肺纤维化情况,通过免疫荧光染色确定LOX在肺中的表达。通过C57BL/6J小鼠尾静脉注射两株CAF sEVs并腹腔注射LOX抑制剂β-氨基丙腈(β-aminopropionitrile,BAPN),实验周期的第14天收集肺组织,通过HE染色及免疫荧光染色考察肺组织纤维化程度的变化以及LOX在肺组织中的表达情况。利用免疫荧光染色的方法来确定CAF sEVs在肺组织的靶细胞。小鼠肺成纤维细胞(Lung Fibroblast,LF)为从健康C57BL/6J小鼠肺组织中提取的原代细胞。利用肿瘤细胞黏附实验进一步考察CAFs sEVs作用LF后对肿瘤细胞黏附的影响。实验结果:CAF-S1、CAF-S2免疫荧光染色结果显示,广谱角蛋白CK呈阴性,说明CAF-S1和CAF-S2是非上皮来源的细胞,波形蛋白Vimentin和成纤维细胞活化蛋白FSP-1呈阳性,说明CAF-S1和CAF-S2是间质细胞,平滑肌肌动蛋白α-SMA和成纤维细胞活化蛋白FAP均呈阳性,说明提取到的CAF-S1和CAF-S2均表达典型的CAF细胞生物学标志物。收集CAF-S1和CAF-S2的去除血清中sEVs的条件培养液,并通过差速联合超高速离心的方法从中提取sEVs,通过蛋白免疫印迹(Western Blot,WB)检测发现sEVs表达CD9和CD63,CD81和HSP70,不表达Calnexin,透射电镜检测结果显示sEVs呈典型的茶杯形。纳米颗粒追踪技术NTA检测结果发现,三种细胞分泌的sEVs粒径大小均在66nm左右。说明我们提取到的sEVs符合国际细胞外囊泡协会提出的鉴定标准。取C57BL/6J小鼠分为四个实验组,分别尾静脉注射PBS、UM-SCC6-sEVs、CAF-S1-sEVs和CAF-S2-sEVs,注射PBS的小鼠作为Control组。在实验周期的3、7、14天时处死。取小鼠肺组织切片进行了HE染色,通过Ashcroft评分考察了其肺纤维化的程度,结果发现注射3天后两组CAF-sEVs组的小鼠肺组织纤维化程度显著高于Control组(*p<0.05,**p<0.01),而UM-SCC6-sEVs组与Control组没有明显差异(p>0.05);注射7天后,CAF sEVs组的纤维化程度高于Control组(*p<0.05),且高于UM-SCC6-sEVs组(*p<0.05),而UM-SCC6-sEVs组与Control组没有明显差异(p>0.05);注射14天后,CAF-sEVs组肺组织的纤维化程度显著高于Control组,且高于UM-SCC6-sEVs组(*p<0.05,***p<0.001),UM-SCC6-sEVs组的肺组织纤维化程度高于Control组(*p<0.05)。这些结果提示我们OSCC细胞和CAFs来源的sEVs均具有促进肺纤维化的能力,但是CAF来源的sEVs促进肺组织纤维化的能力高于OSCC来源的sEVs。免疫荧光染色结果显示,注射14天后,CAF-sEVs组的小鼠肺组织LOX表达高于Control组且高于UM-SCC6-sEVs组(*p<0.05,**p<0.01,***p<0.001),而UM-SCC6-sEVs组小鼠肺组织中LOX的表达也高于Control组(*p<0.05),这一结果提示,LOX在sEVs促进肺组织纤维化中可能起到作用。为了探究抑制CAF sEVs促OSCC肺纤维化的方法,取相同周龄的C57BL/6J鼠并注射相同量的CAF sEVs,同时腹腔注射LOX的抑制剂BAPN。结果显示,实验两周后,小鼠肺组织的LOX表达明显下降,而且肺纤维程度也降低,提示LOX是CAF sEVs促肺纤维化的关键因子,这一促进作用可以被BAPN抑制。将CAF sEVs用绿色荧光染料标记后通过尾静脉注射到C57BL/6J小鼠体内,24h后取肺组织进行免疫荧光染色,发现CAF sEVs被FSP-1阳性细胞摄取,部分sEVs与I型胶原共定位。说明CAF sEVs的靶细胞可能是肺成纤维细胞(Lung Fibroblast,LF)。我们在体外用CAF sEVs诱导LF,40min后,将UM-SCC6细胞接种到处理后的LF上,结果显示CAF-sEVs处理过后的LF黏附的肿瘤细胞数量明显高于空白对照组(*p<0.05,**p<0.01,***p<0.001)。结论:1.OSCC来源的CAF-sEVs携带的LOX可以促进肺纤维化。2.BAPN可以通过抑制LOX活性来降低CAF sEVs促进肺纤维化的能力。3.CAF-sEVs可以通过靶向LF,并提高其促肿瘤细胞黏附的能力。
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