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为探究 AXL 在肿瘤相关淋巴管生成中的作用,研究人员经多种实验发现 AXL 通过 VEGF-C/AKT 通路促进淋巴管生成,为癌症治疗提供新方向。
在癌症的 “战场” 上,淋巴结(LN)的状态如同一个关键的 “风向标”,精准地指示着癌症的进展程度。对于乳腺癌、宫颈癌、前列腺癌以及黑色素瘤等患者而言,前哨淋巴结中肿瘤细胞的检测结果,直接关乎治疗方案的抉择,是影响患者预后的重要因素。然而,在肿瘤细胞 “大军” 向淋巴结进军之前,一场悄无声息的 “变革” 已经在淋巴结中上演。原发性肿瘤会释放出各种 “信号兵”,如可溶性因子和细胞外囊泡,它们在淋巴结中 “兴风作浪”,引发基质重塑、免疫系统调节、血管生成以及淋巴管生成(lymphangiogenesis)等一系列变化,为肿瘤细胞的 “安营扎寨” 创造有利条件。一旦肿瘤细胞成功在淋巴结中 “落脚”,就有可能进一步 “扩散” 到远处器官,形成难以攻克的继发性转移灶,让现有的治疗手段常常 “束手无策”。
近年来,随着科技的飞速发展,单细胞 RNA 测序(scRNAseq)技术如同一个 “显微镜”,让人们发现淋巴结中的淋巴管内皮细胞(LECs)存在着惊人的异质性,多种不同的 LEC 亚群纷纷 “现身”。在淋巴管生成的 “舞台” 上,血管内皮生长因子 C(VEGF-C)无疑是主角之一,它主要与血管内皮生长因子受体 - 3(VEGFR-3)结合,还能与 VEGFR-2 形成同二聚体或异二聚体,进而激活 RAS/MAPK 和 PI3K/AKT 等重要信号通路,推动淋巴管内皮细胞的存活、迁移和增殖。而 AXL,作为受体酪氨酸激酶(RTK)TAM 家族的一员,在多种细胞类型中都有表达,并且在癌症进展的多个环节中都扮演着重要角色,如癌细胞的存活、增殖、迁移、侵袭以及耐药性等。不过,在淋巴管生成这个 “领域”,AXL 的作用以及它所触发的信号网络,还隐藏在重重 “迷雾” 之中,亟待科学家们去探索。
为了揭开这些谜团,来自列日大学(Liege University)的 Sébastien Pirson、Marine Gautier-Isola 等研究人员展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Cellular and Molecular Life Sciences》上,为我们理解肿瘤相关淋巴管生成的机制提供了新的视角,也为癌症治疗带来了新的希望。
研究人员在此次研究中,主要运用了以下几种关键技术方法:一是通过 RNA 干扰(RNA interference)技术,利用针对 AXL 的小干扰 RNA(siRNA)来下调 AXL 的表达,从而探究其对细胞功能的影响;二是运用免疫沉淀(immunoprecipitation)技术,验证 AXL 与 VEGF 受体之间是否存在相互作用;三是借助小鼠实验,包括细胞无耳海绵实验和肿瘤细胞含耳海绵实验,在体内模拟肿瘤相关淋巴管生成的过程,评估 AXL 在其中的作用。
AXL 促进 LEC 迁移
研究人员首先通过 RT-qPCR 和蛋白质免疫印迹(Western Blotting)技术,发现人真皮淋巴管内皮细胞(HMVEC-dLy)中存在 AXL 的表达。为了进一步探究 AXL 在淋巴管生成中的功能,他们利用 siRNA 沉默 AXL 的表达。结果发现,无论是在二维(2D)的划痕愈合实验,还是三维(3D)的细胞球发芽实验中,AXL 沉默都显著抑制了 LEC 的迁移和发芽。在添加 VEGF-C 刺激的情况下,这种抑制作用更为明显。同时,使用 AXL 抑制剂 R428 进行实验,也得到了类似的结果。这一系列实验表明,AXL 在促进 VEGF-C 介导的 LEC 迁移和发芽过程中发挥着关键作用。
AXL 被 VEGF-C 激活并放大 AKT 信号通路
为了深入了解 AXL 在 VEGF-C 诱导的 LEC 反应中的作用机制,研究人员对 AXL 和 AKT 的磷酸化进行了动力学分析。他们发现,在 VEGF-C 刺激后,AXL 的磷酸化迅速增加,在 30 分钟时达到峰值,而 AKT 的磷酸化在 15 分钟时达到最大值,并且在 30 分钟时仍然能够检测到。当使用 siRNA 或 R428 抑制 AXL 时,VEGF-C 刺激诱导的 AKT 磷酸化水平显著降低。此外,通过免疫共沉淀实验证实,在基础条件下,VEGFR-2 和 VEGFR-3 都能与 AXL 形成分子复合物。这些结果表明,AXL 与 VEGFR-2/VEGFR-3 之间存在相互作用,并且 AXL 能够通过放大下游的 AKT 信号通路来促进淋巴管生成。
R428 抑制体内 VEGF-C 驱动的淋巴管生成
在体内实验中,研究人员通过在小鼠耳部植入细胞无明胶海绵,并反复给予 VEGF-C 来诱导前哨淋巴结中的淋巴管生成。同时,他们向小鼠耳部注射不同剂量的 R428,观察其对淋巴管生成的影响。结果显示,VEGF-C 能够显著增加前哨淋巴结中淋巴管的密度,而 R428 的注射则呈现出剂量依赖性地抑制 VEGF-C 诱导的淋巴管生成,且这种抑制作用主要体现在前哨淋巴结中,对远处淋巴结的影响较小。这一结果表明,R428 在体内能够有效抑制肿瘤相关的淋巴管生成,为临床治疗提供了潜在的药物靶点。
AXL 在小鼠淋巴结的 MARCO+ LECs 中表达
鉴于淋巴结中 LEC 的异质性,研究人员进一步探究 AXL 是否由特定的 LEC 亚群产生。通过免疫染色分析,他们发现 AXL 主要在巨噬细胞受体含胶原蛋白结构(MARCO)+的 LEC 亚群中表达。在肿瘤细胞含耳海绵实验中,他们发现与假手术组相比,肿瘤引流淋巴结(Td LN)中 LYVE-1+/AXL+/MARCO+ LECs 的密度显著增加,并且这些细胞向淋巴结实质的浸润更深。这表明 MARCO+ LECs 中的 AXL 在肿瘤诱导的淋巴管生成重塑中发挥着重要作用。
综上所述,该研究揭示了 AXL 在肿瘤相关淋巴管生成中的重要作用。AXL 通过与 VEGF-C/VEGFR-2/-3 相互作用,激活并放大下游的 AKT 信号通路,从而促进淋巴管内皮细胞的迁移和淋巴管生成。同时,研究还发现 AXL 主要在 MARCO+ LECs 中表达,并且在肿瘤引流淋巴结中,这一亚群的细胞数量和浸润深度都有所增加。这些发现为我们理解肿瘤转移的机制提供了新的线索,也为开发针对肿瘤淋巴管生成的治疗策略提供了潜在的靶点。未来,有望通过针对 AXL 的靶向治疗,阻断肿瘤淋巴管生成,从而抑制肿瘤细胞的转移,为癌症患者带来新的希望。