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S100A4通过结合NMIIA促进非转移性肝癌细胞的转移转化:机制解析与临床意义
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月06日 来源:BMC Cancer 3.4
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本研究针对肝细胞癌(HCC)高转移特性的分子机制展开探索,揭示了S100A4蛋白通过外泌体介导的信号传递与非肌肉肌球蛋白IIA(NMIIA)结合,激活上皮-间质转化(EMT)过程,从而驱动HCC转移的关键作用。研究人员通过TCGA数据库分析、临床样本验证及细胞模型实验,证实S100A4高表达与HCC淋巴结转移和晚期分期显著相关,并阐明了S100A4-NMIIA轴作为潜在治疗靶点的科学价值,为HCC预后预测和靶向治疗提供了新思路。
肝细胞癌(HCC)是全球第三大癌症死因,术后高转移率是导致患者预后差的核心难题。尽管手术和靶向治疗不断进步,但肿瘤细胞如何获得转移能力仍是未解之谜。近年研究发现,外泌体(Exosomes)作为细胞间通讯的“分子快递”,可能携带促转移信号改造微环境。其中,钙结合蛋白S100A4(又称转移素)因在多种癌症中驱动转移而备受关注,但其在HCC中的具体机制尚不明确。
为解决这一问题,丽水市人民医院的研究团队在《BMC Cancer》发表研究,通过整合TCGA数据库分析、30例HCC临床样本检测及六种HCC细胞系实验,首次揭示了S100A4通过外泌体传递并激活NMIIA依赖的EMT程序的完整机制。研究采用的关键技术包括:TCGA-LIHC队列的Sankey图多维度关联分析、外泌体分离与透射电镜表征、S100A4过表达细胞模型构建、伤口愈合/Transwell迁移侵袭实验、免疫共沉淀(Co-IP)验证蛋白互作等。
研究结果
1. S100A4高表达与HCC转移正相关
TCGA数据与免疫组化显示,S100A4在HCC组织显著高表达,且与淋巴结转移(N1)、远处转移(M1)及晚期TNM分期显著相关(图1A-C)。Sankey图可视化证实,S100A4H患者多集中于转移组和死亡组(图1D)。
2. S100A4增强HCC细胞转移能力
筛选出S100A4高表达(JHH-1、Li-7)与低表达(Huh-7、Hep G2)细胞系后,伤口愈合实验显示S100A4H细胞迁移速度提升2.1倍(图2B),Transwell实验显示侵袭细胞数增加3.8倍(图2C-E)。过表达S100A4(OE-S100A4)后,MMP9表达与活性显著升高(图3G-H),解释其降解细胞外基质的能力增强。
3. 外泌体介导转移特性传递
透射电镜证实从S100A4H细胞分离的外泌体形态典型(图4A),且富含S100A4(图4B-C)。用CD63-GFP标记示踪发现,S100A4H外泌体可使受体细胞迁移率提高67%(图5B-D),证实其“传染性转移”特性。
4. S100A4-NMIIA轴驱动EMT
OE-S100A4细胞中,上皮标志物E-cadherin下调70%,间质标志物(N-cadherin、Vimentin、Twist1)上调2-4倍(图6A-D)。免疫荧光显示外泌体处理组细胞形态由鹅卵石状变为梭形(图6E)。机制上,Co-IP证实S100A4与NMIIA直接结合(图7B),敲低NMIIA可逆转EMT标记物变化(图7A),表明NMIIA是S100A4的下游效应器。
结论与意义
该研究首次阐明S100A4通过外泌体和NMIIA双途径促进HCC转移的级联机制:一方面,肿瘤细胞通过外泌体将S100A4递送至微环境,改造邻近细胞特性;另一方面,S100A4-NMIIA复合物通过重构细胞骨架和转录重编程驱动EMT。这一发现为HCC提供了新的预后标志物(S100A4表达水平)和治疗靶点(阻断S100A4-NMIIA相互作用),尤其对抑制术后转移具有转化价值。研究创新性地将外泌体通讯与细胞自主机制整合,为理解肿瘤转移的“种子-土壤”学说提供了分子层面的实证。
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