活化蛋白C通过细胞外囊泡递送microRNA-200a促进肺癌进展的新机制
《Cell Death & Disease》:Activated protein C promotes human lung cancer progression through the release of tumor extracellular vesicles and transfer of microRNA-200a
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时间:2025年11月23日
来源:Cell Death & Disease 9.6
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本研究揭示了凝血蛋白酶活化蛋白C(aPC)通过EPCR-PAR1信号轴激活RhoA-ROCKII-JNK1/2-MLC2通路,诱导肺癌细胞释放富含miR-200a的细胞外囊泡(EVs),进而促进正常肺上皮细胞恶性转化及化疗耐药。该发现为肺癌治疗提供了新的靶点策略。
在肺癌治疗领域,化疗耐药和肿瘤转移仍是导致患者死亡的主要原因。近年来研究发现,凝血系统与肿瘤进展存在密切关联——肺癌患者常出现高凝状态,其血栓并发症发生率高达5-13%。尤其值得注意的是,凝血酶激活的蛋白C(aPC)不仅能调节凝血平衡,更通过内皮细胞蛋白C受体(EPCR)和蛋白酶激活受体1(PAR1)介导细胞信号传导。尽管前期研究提示aPC可能促进肺腺癌(LUAD)生存转移,但其具体分子机制始终是未解之谜。
这项发表于《Cell Death and Disease》的研究首次揭示:aPC通过EPCR-PAR1驱动的RhoA-ROCKII-JNK1/2-MLC2信号级联反应,触发肺癌细胞释放大量细胞外囊泡。这些囊泡如同微型"特洛伊木马",将致癌性microRNA-200a递送至正常肺上皮细胞,诱导其恶性转化。更令人惊讶的是,搭载miR-200a的囊泡还能赋予肺癌细胞对紫杉醇(PTX)的耐药性。通过抑制miR-200a或靶向EV生物发生过程,研究人员成功阻断了这一促癌链条,为克服肺癌治疗困境提供了全新视角。
关键技术方法包括:利用纳米颗粒追踪分析(NTA)量化EVs释放,通过siRNA基因沉默技术敲低EPCR/PAR1验证信号通路,采用深度测序筛选EVs中差异表达的miRNAs,结合体外功能实验(CFSE/BrdU增殖实验、Transwell迁移侵袭实验)评估表型变化,并建立BALB/c裸鼠移植瘤模型验证体内肿瘤生长、转移和化疗耐药性。临床数据来源于TCGA、CPTAC等公共数据库的肺癌患者样本分析。
aPC诱导肺癌细胞通过EPCR-PAR1信号释放EVs
研究人员发现aPC以浓度和时间依赖性方式显著增加A549细胞(人肺腺癌细胞系)的EVs释放。通过透射电镜观察到典型囊泡结构,Western blot检测到CD81/CD9/CD63等EV标志蛋白表达上调。利用siRNA沉默EPCR或PAR1后,aPC诱导的EVs生成明显受抑,证实该过程依赖EPCR-PAR1信号轴。
aPC通过RhoA-ROCKII-JNK1/2-MLC2通路触发EV生物发生
机制研究表明,aPC激活后依次引发RhoA-GTP水平升高、ROCKII活化、JNK1/2磷酸化,最终导致MLC2磷酸化。采用Rhosin(RhoA抑制剂)、Y27632(ROCKII抑制剂)和JNK I(JNK1/2抑制剂)预处理,均可显著抑制aPC诱导的EVs释放。时序实验证实该信号通路呈RhoA→ROCKII→JNK1/2→MLC2的线性激活模式。
将等量aPC-EVs与正常肺上皮细胞BEAS-2B共培养后,发现细胞增殖率(CFSE/BrdU实验)提高2.3倍,迁移和侵袭能力(Transwell实验)分别增强3.1倍和2.8倍。更关键的是,aPC-EVs使A549细胞对紫杉醇的耐药性显著提升, caspase-3/7活性下降67%,Bax/Bcl-2比值逆转。
深度测序显示aPC-EVs中miR-200a表达量较对照组升高7.2倍。通过actinomycin D转录抑制实验证实,受体细胞中miR-200a升高源于EVs直接递送而非新合成。使用anti-miR-200a抑制该miRNA后,aPC-EVs的促癌效应被完全逆转;而将miR-200a mimic加载至对照EVs,可重现aPC-EVs的表型。
生物信息学分析显示SOX17是miR-200a的直接靶标。aPC-EVs处理使BEAS-2B细胞SOX17蛋白表达下降71%,而anti-miR-200a可恢复其表达。单独敲低SOX17即可模拟aPC-EVs的促癌效应,证实该通路的关键作用。
临床数据验证miR-200a/SOX17的临床相关性
TCGA数据库分析显示:LUAD患者组织中miR-200a表达较正常组织上调4.8倍,而SOX17 mRNA和蛋白水平分别下降62%和57%。Kaplan-Meier分析表明低SOX17表达患者总生存期缩短11.3个月(P<0.001)。
在BALB/c裸鼠模型中,aPC-EVs处理的BEAS-2B细胞形成肿瘤体积达对照组5.2倍,肺转移灶数量增加3.7倍。移植aPC-EVs预处理的A549细胞后,紫杉醇治疗组肿瘤抑制率仅为27%(对照组为68%)。所有体内效应均可通过anti-miR-200a干预逆转。
本研究系统阐明了凝血蛋白酶aPC通过调控EVs生物学行为促进肺癌进展的新机制。aPC-EPCR-PAR1信号轴激活RhoA-ROCKII-JNK1/2-MLC2通路,改变肌球蛋白动力学,促使肺癌细胞释放富含miR-200a的EVs。这些囊泡通过递送miR-200a至受体细胞,靶向抑制SOX17表达,最终驱动肿瘤恶性进展和化疗耐药。该发现不仅深化了对肿瘤-凝血系统互作的理解,更提示靶向EVs生物发生、miR-200a递送或囊泡摄取机制可能成为肺癌治疗的新策略。值得注意的是,由于aPC本身具有抗凝血功能,直接靶向aPC可能增加血栓风险,因此针对其下游效应通路开发治疗方案具有更重要的临床转化价值。
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