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研究人员针对膀胱癌(BCa)预后差问题,研究 SLC7A7 作用,发现其经 miR-152-3p/FGFR3 轴促血管生成,为治疗提供新方向。
膀胱癌(Bladder cancer,BCa)是泌尿系统常见的恶性肿瘤,如同隐藏在人体内部的 “定时炸弹”,严重威胁着人们的健康。在众多 BCa 患者中,15 - 20% 会发展为肌肉浸润性膀胱癌(muscle-invasive BCa,MIBC),这大大增加了患者的死亡率。尽管现代医学在不断进步,各种治疗手段层出不穷,但 BCa 患者的总体生存率(overall survival,OS)却依旧没有明显改善。目前,靶向治疗虽被视为治疗 BCa 的新希望,但合适的靶向位点和作用机制仍有待探索。肿瘤血管生成在 BCa 的发展进程中起着关键作用,本应是抗癌治疗的理想靶点,可现有的血管内皮生长因子 / 血管内皮生长因子受体(VEGF/VEGFR)抑制剂在临床应用中,与单独化疗相比,并未提升患者的 OS,这表明抗血管生成疗法还有很大的研究空间。在这样的背景下,南方医科大学南方医院等机构的研究人员开展了深入研究,试图揭开 BCa 发展的神秘面纱,为治疗提供新的方向 。该研究成果发表在《npj Precision Oncology》上。
研究人员主要运用了多种技术方法来开展此项研究。在数据挖掘方面,从 TCGA 和 GEO 数据库获取 BCa 患者数据进行分析;细胞实验技术上,培养多种细胞系,如人 BCa 细胞系 T24、UMUC-3、SW780 等,并进行细胞转染;动物实验方面,构建了裸鼠皮下移植瘤模型;检测技术层面,采用蛋白质免疫印迹法(Western blot)、实时荧光定量聚合酶链式反应(qRT-PCR)等检测相关蛋白和基因的表达,还运用了外泌体提取与鉴定技术。通过这些方法,研究人员逐步深入探索 BCa 的发病机制。
研究结果如下:
- SLC7A7 在 BCa 组织中高表达且与不良预后相关:研究人员对 Geo 公共数据库中的 GSE32548 基因集进行分析,将样本分为 MIBC 和非 MIBC(non-MIBC,NMIBC)组。发现 MIBC 组有 58 个上调基因和 102 个下调基因,对上调基因的 KEGG 富集分析显示,其在蛋白质消化和吸收过程中显著富集,这暗示了氨基酸代谢在 MIBC 发展中的重要作用。进一步对 SLC7A 家族十个主要成员转录水平分析发现,SLC7A7 在 MIBC 中表达极高,在高等级 BCa 组织,尤其是 TIII期和 TVI期表达增加。同时,BCa 样本中 SLC7A7 的 RNA 和蛋白质水平均显著升高,且 MIBC 肿瘤组织中更高。 Kaplan-Meier 生存分析表明,SLC7A7 高表达的 BCa 患者 OS 更低,这表明其与不良预后相关。
- SLC7A7 是潜在的血管生成促进因子:通过基因集富集分析(GSEA)发现,与 SLC7A7 正相关的基因在细胞表面黏附和细胞黏附分子相关过程中富集。同时,内皮细胞标记物血小板内皮细胞黏附分子 - 1(PECAM1/CD31)和血管内皮钙黏蛋白(Ve-cadherin,CDH5)与 SLC7A7 表达呈正相关。对 44 例 BCa 患者临床组织样本的分析也证实,SLC7A7 与 CD31 表达正相关,这表明 SLC7A7 在血管生成中可能起着关键作用。
- 沉默 SLC7A7 抑制体内血管生成:研究人员在 BCa 细胞系 T24 和 SW780 中通过慢病毒转染构建了稳定沉默 SLC7A7 的细胞系。利用裸鼠皮下肿瘤模型研究发现,沉默 SLC7A7 后,肿瘤体积、重量和大小均显著减小,且 CD31 表达明显降低,这表明沉默 SLC7A7 可抑制肿瘤血管生成,进而抑制肿瘤进展。
- SLC7A7 介导的外泌体参与 BCa 血管生成:研究人员假设高表达 SLC7A7 的肿瘤细胞可能影响肿瘤微环境(TME)促进血管生成。通过鸡胚绒毛尿囊膜(CAM)模型验证,发现 SLC7A7 敲低的肿瘤细胞条件培养基(CM)可显著减少血管数量和分支。进一步研究发现,SLC7A7 可能通过外泌体机制调节血管生成。从细胞培养上清中提取的外泌体经鉴定为 100 - 150nm 的膜泡,且能被人脐静脉内皮细胞(HUVECs)摄取。功能实验表明,SLC7A7 敲除细胞来源的外泌体(shSLC7A7-Exos)可显著抑制 HUVECs 的增殖、血管生成、迁移,并促进细胞衰老。
- SLC7A7 沉默介导外泌体 miR-152-3p 上调影响 HUVECs 血管生成:研究人员对分离的外泌体进行 miRNA 测序,发现沉默 SLC7A7 后,外泌体中 miR-152-3p 显著上调。qRT-PCR 检测也证实,SLC7A7 敲除细胞来源的外泌体和经其处理的 HUVECs 中 miR-152-3p 水平均显著升高,这表明 miR-152-3p 与血管生成相关。
- 外泌体 miR-152-3p 抑制 HUVECs 的增殖、侵袭和血管生成:研究人员转染 miR-152-3p 抑制剂进行功能验证,结果显示,该抑制剂可显著促进 HUVECs 的增殖、血管生成、迁移,并抑制细胞衰老,这进一步证明了 SLC7A7 通过调节外泌体 miR-152-3p 水平在血管生成中起关键作用。
- miR-152-3p 通过靶向 FGFR3 抑制血管生成:利用 Starbase 预测并通过双荧光素酶报告基因分析、qRT-PCR 和 Western blot 验证,发现 miR-152-3p 可靶向成纤维细胞生长因子受体 3(FGFR3),抑制其表达。过表达 miR-152-3p 可抑制 HUVECs 的增殖、管腔形成和迁移,促进细胞衰老,而转染 miR-152-3p 抑制剂则产生相反效果。
- SLC7A7 通过 miR-152-3p/FGFR3 轴促进血管生成:体内实验表明,敲低 SLC7A7 可延迟肿瘤生长,增加 miR-152-3p 表达,降低 CD31 和 FGFR3 水平,这表明 SLC7A7 可通过 miR-152-3p/FGFR3 信号网络促进血管生成。
综上所述,该研究揭示了 SLC7A7 在 BCa 组织中高表达,且与血管生成正相关。外泌体 miR-152-3p 在 SLC7A7 沉默后发挥抑制血管生成的作用,其机制与 miR-152-3p/FGFR3 轴密切相关 。这一研究成果为 BCa 的治疗提供了新的潜在靶点和理论依据,有望推动 BCa 靶向治疗的发展,为众多 BCa 患者带来新的希望。不过,研究也存在一些局限性,如未探究 SLC7A7 调节 miR-152-3p 水平的具体机制,还需进一步研究加以完善。