《Cell Biology and Toxicology》:Targeting B4GALT3 in BMSCs-EVs for Therapeutic Control of HCC via NF-κB pathway inhibition
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肝癌(HCC)预后差、治疗手段有限。为探寻新疗法,研究人员开展 “靶向 B4GALT3 在骨髓间充质干细胞衍生的细胞外囊泡(BMSCs-EVs)中对 HCC 的治疗调控” 研究。结果显示,靶向 B4GALT3 可抑制 HCC 进展,为 HCC 治疗提供新方向。
肝癌(Hepatocellular Carcinoma,HCC)是全球常见的恶性肿瘤,发病率和死亡率居高不下。其发病机制复杂,与遗传、环境和生活方式等多种因素相关。大多数 HCC 患者确诊时已处于晚期,传统治疗方法如手术、放疗和化疗对晚期患者疗效有限,且 HCC 复发率高、易产生化疗耐药性,导致患者预后较差。因此,探索新的治疗方法对提高 HCC 患者的生存率和生活质量至关重要。
近年来,肿瘤微环境(Tumor Microenvironment,TME)在肿瘤生长和治疗中的作用受到广泛关注。TME 是一个复杂的生态系统,包含肿瘤细胞、相邻的非肿瘤细胞(如成纤维细胞、免疫细胞和血管细胞)以及细胞外基质。其中,癌症相关成纤维细胞(Cancer-Associated Fibroblasts,CAFs)的广泛激活是 TME 的一个重要特征,CAFs 可分泌多种细胞因子、趋化因子和生长因子,直接或间接支持癌细胞的生长、侵袭和转移,还能调节 TME 的免疫微环境,影响肿瘤的免疫逃逸和耐药性。因此,深入研究 CAFs 在 TME 中的生物学行为,对揭示肿瘤的演变途径和制定新的治疗方案具有重要意义。
骨髓间充质干细胞(Bone Marrow Mesenchymal Stromal Cells,BMSCs)是一种多能细胞,在 HCC 治疗方面展现出一定潜力。BMSCs 的功能主要依赖于其通过旁分泌信号释放的细胞因子、生长因子和细胞外囊泡(Extracellular Vesicles,EVs)。BMSCs-EVs 作为重要的细胞间通讯工具,可运输多种生物分子,影响肿瘤的发展。已有研究表明,BMSCs-EVs 能够抑制 HCC 的进展,然而,BMSCs-EVs 抑制 HCC 的具体机制,特别是其与 B4GALT3/NF-κB 信号通路在激活 CAFs 中的关系尚不明确。
为了深入探究 BMSCs-EVs 在 HCC 进展中的作用及机制,海南总医院的研究人员 Juncheng Guo、Kaiqiong Wang、Qigang Sun、Jun Liu 和 Jinfang Zheng 开展了相关研究。他们发现,BMSCs-EVs 通过运输 B4GALT3 抑制 CAFs 的激活,进而抑制 NF-κB 信号通路,最终抑制 HCC 的肿瘤生长和转移。这一发现为理解 HCC 的发展机制提供了新的视角,也为开发新的 HCC 治疗方法奠定了基础。该研究成果发表在《Cell Biology and Toxicology》杂志上。
研究人员在此次研究中用到了多种关键技术方法。首先是细胞和动物模型的构建,包括分离人 BMSCs 并诱导其分化,培养 CAFs 和 HCC 细胞系,构建 HCC 小鼠模型 。其次是分子生物学技术,如通过转录组测序筛选差异表达基因,利用 RT-qPCR 和 Western blot 检测基因和蛋白表达水平。此外,还运用了细胞生物学实验技术,如 Transwell 实验检测细胞迁移和侵袭能力,流式细胞术检测细胞凋亡 。
研究结果主要包含以下几个方面:
- 筛选调控 HCC 进展的潜在靶点:通过构建 HCC 裸鼠模型并进行转录组测序,研究人员发现 B4GALT3 在 HCC 组中表达下调,且与 CAFs 相关。进一步研究表明,BMSCs-EVs 处理 HCC 小鼠后,肿瘤生长受到抑制,B4GALT3 表达上调。
- BMSCs-EVs 递送 B4GALT3 抑制 CAFs 活性:Dil 染色显示 CAFs 能够摄取 BMSCs-EVs,WB 分析表明 B4GALT3 在 EVs 中富集。实验结果显示,BMSCs-EVs 可将 B4GALT3 递送至 CAFs,抑制 CAFs 的活性,减少胶原蛋白的沉积。
- BMSCs-EVs 通过 B4GALT3 抑制 NF-κB 信号通路激活:双荧光素酶报告基因实验和 WB 实验证实,B4GALT3 与 NF-κB 存在直接相互作用。BMSCs-EVs 通过递送 B4GALT3 抑制 NF-κB 信号通路的激活,从而抑制 CAFs 的活性。
- BMSCs-EVs 抑制 HCC 细胞的迁移、侵袭并诱导凋亡:划痕实验和 Transwell 实验表明,BMSCs-EVs 处理后的 CAFs 与 HCC 细胞共培养,可显著抑制 HCC 细胞的迁移和侵袭能力,促进其凋亡。
- BMSCs-EVs-B4GALT3 抑制 HCC 肿瘤生长和转移:在体内实验中,研究人员发现 BMSCs-EVs 通过抑制 CAFs 的活性,有效抑制了 HCC 肿瘤的生长和转移。
研究结论和讨论部分指出,该研究揭示了 BMSCs-EVs 通过运输 B4GALT3 抑制 CAF 激活和 NF-κB 通路,从而抑制 HCC 肿瘤生长和转移的机制。这一发现具有重要意义,为理解 HCC 的发展机制提供了新的视角,也为开发新的 HCC 治疗方法提供了潜在的策略。然而,该研究也存在一定的局限性,如未直接在体内证明 BMSCs-EVs 特异性作用于 TME 中的 CAFs,以及 BMSCs-EVs 携带 B4GALT3 的抗肿瘤作用是否完全依赖于对 CAF 的调节尚不明确。此外,研究结果主要基于体外和小鼠模型,尚未在人体中得到验证。未来的研究可进一步深入探讨 BMSCs-EVs 在 TME 中的体内机制,开展大规模的动物和临床试验进行验证,并明确 BMSCs-EVs 运输 B4GALT3 至 CAFs 的具体机制。
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