EGFR 突变肺癌细胞外泌体的分离鉴定:解锁肺癌治疗新靶点的关键研究

【字体: 时间:2025年04月12日 来源:Clinical and Experimental Medicine 3.2

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  为探究 EGFR 信号通路对非小细胞肺癌(NSCLC)细胞外囊泡(EVs)分泌及成分的影响,研究人员开展了对突变 EGFR 肺癌细胞系 PC9 和野生型 EGFR 肺癌细胞系 A549 的研究。结果发现 EGFR 突变影响 EVs 释放和大小,吉非替尼治疗可改变其相关特征。该研究为 NSCLC 治疗提供新思路11011

  肺癌,作为全球癌症相关死亡的主要原因之一,严重威胁着人类的健康。其中,非小细胞肺癌(NSCLC)占据了大约 85% 的肺癌病例 。在 NSCLC 的众多亚型中,表皮生长因子受体(EGFR)基因的突变在肺癌的发生发展过程中扮演着至关重要的角色,这使得 EGFR 成为了肺癌治疗的主要靶点。
近年来,细胞外囊泡(EVs)逐渐进入了科研人员的视野。EVs 是几乎所有细胞在生理和病理状态下释放到细胞外空间的脂质双分子层纳米囊泡,它能够运输各种生物活性分子,如蛋白质、脂质、核酸(包括 DNA、RNA 和微小 RNA)等,在细胞间通讯中发挥着关键作用。在肿瘤微环境中,癌细胞释放的 EVs 更是参与了肿瘤的生长、转移和耐药等过程。然而,EGFR 信号通路如何影响 EVs 的产生和货物组成,以及这一过程在肺癌发生发展中的具体机制尚不完全清楚。

为了解开这些谜团,来自意大利福贾大学(University of Foggia)、德国波恩大学医院(University Hospital Bonn)等多个机构的研究人员展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Clinical and Experimental Medicine》上。

研究人员主要采用了以下几种关键技术方法:首先是细胞培养技术,对 PC9(EGFR 外显子 19 缺失突变)和 A549(野生型 EGFR)两种人肺腺癌细胞系进行培养;接着运用差速超速离心法分离细胞外囊泡;利用透射电子显微镜(TEM)和纳米颗粒跟踪分析(NTA)对 EVs 的大小、形状和浓度进行表征;通过蛋白质免疫印迹(Western blot)检测相关蛋白的表达。

研究结果如下:

  1. EGFR 激活及其下游信号通路分析:通过蛋白质免疫印迹分析,研究人员发现 PC9 细胞中存在 EGFR 的组成型激活,能够检测到磷酸化的 EGFR(p-EGFR),同时其下游的 AKT 和 ERK1/2 信号通路也被激活;而 A549 细胞中未检测到 p-EGFR,相关下游信号通路处于未激活状态。使用 200 nM 吉非替尼处理 PC9 细胞 24 小时后,p-EGFR 及其下游信号通路受到显著抑制234
  2. EGFR 突变和野生型细胞来源的 EVs 表征:NTA 结果显示,PC9 细胞释放的 EVs 数量显著高于 A549 细胞,且 PC9 细胞来源的 EVs 尺寸更大,两者释放的 EVs 尺寸范围都在 30 - 200nm,符合典型 EVs 的大小。TEM 分析证实了两种细胞来源的 EVs 都呈现出典型的杯状形态5
  3. EVs 标记物检测:在 PC9 和 A549 细胞来源的 EVs 中均检测到了 EVs 标记物 CD81、Flotillin - 1 和 TSG101,同时内质网标记物 Calnexin 在 EVs 中不存在,这确认了 EVs 的成功分离和纯度6
  4. p-EGFR 被包装进入 EVs:蛋白质免疫印迹分析表明,p-EGFR 在 PC9 细胞来源的 EVs 中显著存在,而在 A549 细胞来源的 EVs 中未检测到。两种细胞系来源的 EVs 中都存在总 EGFR,进一步证明了 EGFR 相关信号分子被整合到 EVs 中7
  5. 吉非替尼治疗对 EVs 释放的影响:NTA 定量分析显示,吉非替尼处理 PC9 细胞后,其释放的 EVs 数量显著减少,而对 A549 细胞释放的 EVs 数量没有显著影响,这表明吉非替尼对 EVs 分泌的影响具有 EGFR 突变特异性8
  6. 吉非替尼治疗后 EVs 中 p-EGFR 表达降低:蛋白质免疫印迹分析显示,吉非替尼处理 PC9 细胞后,其来源的 EVs 中 p-EGFR 水平显著降低,而 A549 细胞来源的 EVs 中 p-EGFR 表达原本就很低,吉非替尼处理后无明显变化,且两种细胞系来源的 EVs 中总 EGFR 的存在不受影响9

研究结论和讨论部分指出,该研究揭示了 EGFR 激活对肺癌细胞 EVs 分泌和货物组成有着重要影响。吉非替尼能够抑制 EGFR 信号通路,进而减少 PC9 细胞的 EVs 分泌和 p-EGFR 整合进入 EVs,这为 EGFR 抑制剂抑制肿瘤细胞间致癌信号传导提供了潜在机制。然而,研究也存在一些有待进一步探索的问题,如 EGFR 信号通路调节 EVs 生物发生和特定货物选择的具体机制,吉非替尼处理后的 EVs 对受体细胞行为的影响等。尽管如此,这项研究为深入了解肿瘤行为、EVs 介导的致癌通讯以及将 EVs 作为 NSCLC 的生物标志物和治疗靶点提供了重要的理论依据,为肺癌的治疗开辟了新的研究方向,有望推动肺癌治疗领域的进一步发展。
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