缺氧诱导肺腺癌 H1975 细胞外泌体 miR-671-3p:促血管生成及潜在诊疗新靶点

【字体: 时间:2025年04月17日 来源:Scientific Reports 3.8

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  为探究肿瘤转移机制及寻找肺腺癌(LUAD)诊疗新靶点,研究人员开展了缺氧 LUAD 细胞外泌体 miR-671-3p 的研究。结果发现,该物质可通过调节 KLF2-VEGFR2 轴促进血管生成,且与 LUAD 转移相关,有望成为血液生物标志物,为诊疗提供新思路。

  在肿瘤的世界里,缺氧就像一个隐藏在黑暗中的 “帮凶”,与肿瘤的恶化及不良预后紧密相连。在实体肿瘤中,由于氧气扩散受限,肿瘤细胞在不同氧浓度环境下生长,缺氧区域由此产生。缺氧不仅促使肿瘤细胞自身发生一系列变化,还让它们与周围的微环境频繁 “交流”,这种交流在肿瘤的生存、生长和转移过程中起着关键作用,而外泌体(细胞分泌的一种小囊泡)就是其中重要的 “信使”。肿瘤来源的外泌体在转移前微环境的形成中扮演着重要角色,但在肺腺癌(LUAD)中,其具体机制却一直模糊不清。为了揭开这层神秘的面纱,来自吉林大学药学院再生医学系等机构的研究人员展开了深入研究,相关成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员为了深入探究缺氧环境下肺腺癌细胞外泌体的奥秘,运用了多种关键技术方法。在样本方面,收集了 40 例 LUAD 患者和 32 例健康受试者的血浆样本。在实验技术上,利用转录组测序分析缺氧和正常氧条件下 H1975 细胞的基因表达差异;通过定量实时聚合酶链反应(qRT-PCR)检测 miR-671-3p 的表达水平;采用蛋白质免疫印迹(Western blot)分析相关蛋白的表达;运用双荧光素酶报告基因实验验证 miR-671-3p 与 KLF2 的相互作用;借助 Transwell 实验检测细胞迁移能力;利用管形成实验评估血管生成能力等。

研究结果如下:

  1. 缺氧改变 H1975 细胞转录及外泌体组成:缺氧条件下,HIF-1α(一种参与缺氧反应的主要转录因子)在 H1975 细胞中的表达增加。转录组测序及 GO 富集分析揭示了缺氧和正常氧条件下 H1975 细胞基因表达的差异。通过透射电镜(TEM)、纳米流式细胞术(NanoFC)和蛋白质免疫印迹检测外泌体标志物,成功分离并鉴定了缺氧外泌体,且发现 H1975 分泌的外泌体能够转移到人类脐静脉内皮细胞(HUVECs)中。
  2. 缺氧 LUAD 外泌体促进转移前微环境形成:将 H1975 细胞在正常氧和缺氧条件下产生的外泌体分别添加到 HUVECs 培养基中,发现缺氧外泌体显著促进了 HUVECs 的增殖、迁移和血管生成,表明缺氧 LUAD 分泌的外泌体可改变血管生成,推动转移前微环境的形成。
  3. 外泌体 miR-671-3p 在缺氧条件下上调:通过小 RNA 测序的 Illumina 测试生成差异表达 miRNA 的火山图,并经 qRT-PCR 验证,发现 miR-671-3p 在缺氧条件下上调。利用三个在线数据库预测其潜在靶点,筛选出 KLF2 进行深入分析。多种数据库分析显示,KLF2 在肺癌恶性进展中表达异常,且与 miR-671-3p 表达呈负相关,具有诊断潜力。
  4. 缺氧 LUAD 细胞外泌体 miR-671-3p 促进血管生成:实验表明,miR-671-3p 模拟物促进 HUVECs 增殖,而 miR-671-3p 抑制剂则抑制增殖、迁移和管形成。双荧光素酶报告基因实验证实了 KLF2 是 miR-671-3p 的功能靶点。敲低 KLF2 可逆转 miR-671-3p 沉默对细胞增殖的抑制作用,并促进血管生成。鸡胚绒毛尿囊膜(CAM)实验显示,抑制外泌体 miR-671-3p 可抑制肿瘤进展。这一系列实验表明,外泌体 miR-671-3p 通过调节 KLF2-VEGFR2 轴诱导 HUVECs 血管生成。
  5. 外泌体 miR-671-3p 与 LUAD 转移前微环境和血管生成相关:RT-PCR 检测发现,LUAD 患者血浆中循环外泌体的 miR-671-3p 表达上调,且其表达与患者的病理分期、肿瘤分期、淋巴结浸润和肿瘤大小相关,提示 miR-671-3p 可能是一种有价值的血液生物标志物。

研究结论和讨论部分指出,该研究揭示了缺氧 LUAD 细胞分泌的 miR-671-3p 可通过外泌体传递到 HUVECs,破坏内皮屏障完整性,诱导血管生成,促进转移前微环境的形成,在 LUAD 进展中发挥着重要作用。这一发现为理解 LUAD 转移机制提供了新视角,同时,血浆中 miR-671-3p 水平有望成为 LUAD 转移诊断和预后评估的生物标志物,为临床诊疗提供了潜在的新靶点和新思路。然而,该研究也存在一定局限性,如临床样本数量较少、研究范围较窄等,未来需要更深入和全面的研究来进一步探索外泌体 miR-671-3p 在 LUAD 中的作用机制,为攻克肺腺癌这一难题提供更有力的支持。
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