旁分泌 Ephrin A4/BMP4 前馈回路维持骨肉瘤中的肿瘤–CAF 恶性循环

《Cell Communication and Signaling》：The paracrine Ephrin A4/BMP4 feed-forward loop sustains a tumor–CAF vicious cycle in osteosarcoma

　　

摘要

背景

晚期骨肉瘤（OS）由于其侵袭性行为和不良预后，仍然是一个临床挑战。癌症相关成纤维细胞（CAFs）已被证明有助于肿瘤进展，但 OS 中的肿瘤 -CAF 串扰仍未明确定义。阐明这些相互作用可能揭示新的治疗靶点。

方法

将人类 OS 手术样本和细胞系植入免疫缺陷小鼠，分别生成 10 个患者来源（PDXs）和 10 个细胞系来源的异种移植（CDXs）。对异种移植瘤进行 RNA 测序，以区分小鼠基质和人肿瘤转录本。分析了基质亚群宏基因和匹配的肿瘤 - 基质配体 - 受体对。候选配体的表达和作用通过组织学分析、RT-qPCR、蛋白质印迹法、ELISA、增殖、迁移、侵袭、球形成和 RNA 沉默实验进行了验证。利用带有临床注释的公开数据集和免疫组织化学分析，在人类 OS 样本中评估了它们的预后相关性。

结果

基质贡献和肿瘤生长在不同 OS 异种移植瘤中有所不同，PDXs 和 CDXs 之间无显著差异。CAF、白细胞和内皮细胞宏基因与基质含量相关，肌成纤维细胞型 CAFs 是最普遍的亚群。Ephrin A4-Epha2-Bmp4 轴与 CAF 含量强烈相关。来自可产生高 CAF（HC）含量异种移植瘤的 OS 细胞的条件培养基（CM），比来自低 CAF（LC）细胞的 CM 更能促进正常成纤维细胞（NF）活化以及 CAF 的增殖、迁移和侵袭。直接用可溶性 Ephrin A4 处理也观察到类似效果，但用 Ephrin A4 沉默的 HC OS 细胞的 CM 则没有。反过来，CAF 来源的 CM 或直接用可溶性 BMP4 处理，但非 BMP4 沉默的 CAFs 的 CM，增强了 HC OS 细胞的增殖、迁移和侵袭，并增加了干细胞样特征。Ephrin A4 诱导 NFs 中的 EphA2 表达和 CAFs 中的 BMP4 产生，而 BMP4 刺激 HC OS 细胞中的 Ephrin A4 产生，建立了肿瘤 - 基质前馈环。在 HC OS 异种移植瘤中证实了人类 Ephrin A4 和小鼠 BMP4 mRNA 的共同表达。肿瘤 Ephrin A4 和基质 BMP4 在 HC 人类 OS 中表达更高，其特征是基质 alpha-平滑肌肌动蛋白（αSMA）表达较高，并且在预后不良的 OS 患者中也是如此。

结论

肿瘤来源的 Ephrin A4 和基质来源的 BMP4 在 OS 中产生前馈环，维持肿瘤的侵袭性。该轴代表一个有前景的治疗靶点，值得进一步的转化研究。