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在头颈鳞状细胞癌(HNSCC)中,转移与患者生存率低相关。研究人员探究 HNSCC 患者血浆来源的小细胞外囊泡(sEVs)对转移前微环境形成的影响。结果发现 sEVs 可将巨噬细胞转化为促转移的肿瘤相关巨噬细胞(TAMs),抑制抗肿瘤 T 细胞。该研究为抗癌治疗提供了新靶点12。
在癌症的世界里,头颈鳞状细胞癌(HNSCC)是一个不容忽视的 “杀手”。它起源于口腔、咽部和喉部的粘膜上皮,在全球癌症发病率中位居第六。许多患者确诊时已处于疾病晚期,常伴有淋巴结或远处转移,这也是导致患者死亡的主要原因。肿瘤转移是一个复杂的过程,就像一场癌细胞的 “长途迁徙” 。在这个过程中,肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)扮演着重要角色,它几乎参与了肿瘤转移的每一个步骤,比如诱导癌细胞发生上皮 - 间质转化(EMT),帮助癌细胞脱离原发肿瘤、进入血液循环并逃避免疫系统的追杀,还能为癌细胞在远处组织 “安营扎寨” 提前准备好转移前微环境。此外,细胞外囊泡,尤其是小细胞外囊泡(sEVs),近年来也逐渐走进人们的视野,它参与多种生物学过程,在肿瘤转移前微环境的形成中也有着重要作用。然而,目前对于 HNSCC 患者血浆来源的 sEVs 如何影响巨噬细胞,进而影响肿瘤转移前微环境的形成,仍知之甚少。
为了深入探究这些问题,来自德国乌尔姆大学医学中心耳鼻咽喉头颈外科等多个机构的研究人员(Diana Huber、Tsima Abou Kors 等)开展了相关研究,其成果发表在《British Journal of Cancer》上。
研究人员主要运用了以下几种关键技术方法:首先是样本采集,收集健康供体(HD)和 HNSCC 患者的血浆用于提取 sEVs,同时获取健康供体的血沉棕黄层用于分离单核细胞和 CD8+ T 细胞;接着采用差速离心、超滤和尺寸排阻色谱(SEC)等方法分离和纯化 sEVs,并通过蛋白质免疫印迹、纳米颗粒跟踪分析和透射电子显微镜等技术对其进行鉴定;然后利用 RNA 测序(RNA - Sequencing)分析巨噬细胞的转录组变化;还运用了多种细胞实验,如细胞增殖实验、细胞迁移实验、细胞凋亡实验等,来探究 sEVs 和巨噬细胞对肿瘤细胞的影响 。
下面来看看具体的研究结果:
- 不同来源 sEVs 处理的巨噬细胞 RNA 谱不同:研究人员将巨噬细胞分别与 HD 和 HNSCC 患者血浆来源的 sEVs 共孵育,对比发现,HNSCC sEVs 处理的巨噬细胞与 HD sEVs 处理的巨噬细胞相比,FABP4 基因表达下调。与 PBS 处理组相比,HNSCC sEVs 处理的巨噬细胞有 199 个基因下调、290 个基因上调;HD sEVs 处理的巨噬细胞有 320 个基因下调、305 个基因上调。KEGG 注释分析显示,仅受 HNSCC sEVs 调控的基因与细胞黏附分子、局灶黏附、胞葬作用和 PPAR 信号通路等相关34。
- sEVs 诱导巨噬细胞呈现混合表型:通过检测巨噬细胞培养上清中的细胞因子,发现 HNSCC sEVs 处理的巨噬细胞中促炎细胞因子 IL - 6、CCL5 和 TGF - β2a表达上调,抗炎细胞因子 IL - 10 和 CCL22 表达下调;HD sEVs 处理的巨噬细胞中仅 CCL5 表达增加。检测巨噬细胞表面标志物发现,HNSCC sEVs 和 HD sEVs 处理后,多数标志物表达下调,这表明巨噬细胞未呈现明显的 M1 或 M2 极化,而是一种混合表型56。
- sEVs 干扰 T 细胞功能:研究发现,sEVs 处理的巨噬细胞培养上清对 CD8+ T 细胞趋化性无显著影响,但直接添加 HD sEVs 可显著促进 T 细胞迁移。与巨噬细胞培养上清共孵育时,T 细胞激活不受影响;但与 HD sEVs 和 HNSCC sEVs 共孵育时,T 细胞激活显著降低,且 HNSCC sEVs 诱导的 T 细胞凋亡率显著高于 HD sEVs 和 PBS7。
- sEVs 处理的巨噬细胞抑制肿瘤细胞生长:HNSCC sEVs 或 HD sEVs 直接作用于肿瘤细胞时,对其增殖无显著影响;但添加 HNSCC sEVs 处理的巨噬细胞培养上清,可显著抑制肿瘤细胞生长。在 3D 模型中,sEVs 可抑制肿瘤细胞球体的扩张,且 HNSCC sEVs 处理的肿瘤细胞球体扩张程度显著高于 HD sEVs。此外,HD sEVs 处理的巨噬细胞胞葬作用显著增强,HNSCC sEVs 也有一定促进作用,但程度较弱89。
- sEVs 处理的巨噬细胞吸引肿瘤细胞并降低 EMT 标志物表达:肿瘤细胞对 sEVs 处理的巨噬细胞培养上清趋化性显著增加,对 HNSCC sEVs 和 HD sEVs 趋化性显著降低。HNSCC sEVs 处理的巨噬细胞培养上清可显著降低肿瘤细胞中 TWIST 和 SNAIL 的表达,增加 SLUG 的表达1011。
综合上述研究结果,该研究表明 HNSCC 患者血浆来源的 sEVs 可将健康巨噬细胞转化为促肿瘤转移的 TAMs,抑制抗肿瘤 CD8+ T 细胞的功能。同时,sEVs 处理的巨噬细胞可抑制肿瘤细胞增殖,但又能吸引肿瘤细胞并诱导其发生间质 - 上皮转化(MET),有利于肿瘤细胞在远处组织的定植和转移 。这一研究揭示了 sEVs 和 TAMs 在 HNSCC 转移中的重要作用,为开发新的抗癌治疗策略提供了潜在的靶点。不过,由于巨噬细胞的高度可塑性以及肿瘤微环境的复杂性,未来仍需要进一步深入研究,以更好地理解肿瘤转移的机制,为攻克头颈癌提供更有效的方法。