凋亡细胞来源的细胞外囊泡 MTA1:宫颈癌放疗抵抗的 “幕后推手” 与潜在新靶点

【字体: 时间:2025年03月15日 来源:Journal of Translational Medicine 6.1

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  为探究宫颈癌(CC)放疗抵抗机制,研究人员聚焦凋亡肿瘤细胞来源的细胞外囊泡(apoEVs),发现 apoEV - MTA1 通过 p - STAT1/NR2F1 轴诱导细胞休眠,促进放疗抵抗,为 CC 治疗提供新策略。

  在女性健康的战场上,宫颈癌(Cervical Cancer,CC)犹如一颗 “定时炸弹”,严重威胁着全球女性的生命安全,是最常见的妇科恶性肿瘤之一。放疗作为宫颈癌治疗的重要手段,本应是对抗癌症的 “有力武器”,然而,放疗抵抗这一难题却如同一堵高墙,阻碍着治疗的进程,导致肿瘤复发,让许多患者的康复之路充满坎坷。同时,放疗诱导的旁观者效应(Radiation - Induced Bystander Effects,RIBEs)也给治疗带来了额外的困扰。
为了攻克这一难题,南方医科大学第三附属医院等机构的研究人员踏上了探索之旅。他们深入研究,最终发现了一个关键因素 —— 凋亡细胞来源的细胞外囊泡(Apoptotic Tumor Cells - Derived EVs,apoEVs)中的 MTA1(Metastasis - associated protein 1),它在宫颈癌放疗抵抗中扮演着重要角色。这一发现为宫颈癌的治疗开辟了新的道路,相关研究成果发表在《Journal of Translational Medicine》上。

研究人员为开展此项研究,运用了多种关键技术方法。在样本方面,收集了来自南方医科大学第三附属医院的 20 例存档的福尔马林固定、石蜡包埋的宫颈癌组织样本,以及 2021 年 6 例新鲜的宫颈癌组织样本。在实验技术上,采用超速离心法分离细胞外囊泡(Extracellular Vesicles,EVs),并通过透射电子显微镜(Transmission Electron Microscopy,TEM)、纳米颗粒跟踪分析(Nanosight particle Tracking Analysis,NTA)等对其进行表征;运用蛋白质免疫印迹(Western blot)检测相关蛋白表达;构建裸鼠移植瘤模型进行动物实验等。

下面来看看具体的研究结果:

  1. MTA1 与宫颈癌放疗抵抗的相关性:研究人员分析了 6 例新鲜宫颈癌患者样本中 caspase - 3 的活性,发现凋亡细胞占总肿瘤细胞的 8 - 50%。通过小鼠宫颈癌异种移植模型研究发现,凋亡细胞会促进肿瘤生长和放疗抵抗。对公开数据集 GSE236738 进行生物信息学分析,结合 RT - qPCR、Western blot、免疫组化(Immunohistochemistry,IHC)等实验,证实 MTA1 在凋亡的宫颈癌细胞中高表达,且与放疗抵抗及患者预后不良密切相关。
  2. apoEVs 对受体宫颈癌细胞放疗抵抗的影响:用 16 Gy γ - 射线照射宫颈癌细胞诱导凋亡,收集条件培养基(Conditioned Medium,CM)处理健康宫颈癌细胞。实验表明,凋亡宫颈癌细胞分泌的因子可增强健康宫颈癌细胞的放疗抵抗,去除 CM 中的 EVs 后,该效应消失。进一步分离纯化 EVs,发现凋亡细胞来源的 apoEVs 中 MTA1 显著升高,且 apoEVs 能被宫颈癌细胞摄取,促进细胞存活和克隆形成,在体内实验中也证实了 apoEVs 的放疗抵抗诱导作用。
  3. MTA1 从凋亡细胞中输出的机制:通过共转染实验发现,辐射诱导凋亡后,MTA1 从细胞核转移到细胞质。用 caspase 抑制剂 zVAD (OMe) fmk 处理后,MTA1 通过 apoEVs 的输出被阻断,表明 MTA1 从凋亡细胞中输出是 caspase 依赖的,caspase - 3 的激活促进了 MTA1 的核输出并使其包裹在 apoEVs 中。
  4. apoEV - MTA1 促进放疗抵抗的机制:用慢病毒载体敲低 MTA1 表达,发现 MTA1 富集的 apoEVs 可促进受体细胞的放疗抵抗。RNA 和蛋白质分析显示,MTA1 可上调细胞休眠相关标记物,特别是 NR2F1(Nuclease Receptor Subfamily 2 Group F member 1),抑制有氧糖酵解,诱导细胞周期 G0/G1期阻滞,从而促进细胞休眠,增强放疗抵抗。
  5. STAT1 激活在维持细胞休眠中的作用:分析发现 apoEV - MTA1 可激活受体细胞中 STAT1 的磷酸化,进而上调 NR2F1 的表达。生物信息学分析、荧光素酶报告基因实验和染色质免疫沉淀(Chromatin Immunoprecipitation,ChIP)实验证实 p - STAT1 与 NR2F1 启动子区域结合,促进其转录。抑制 p - STAT1 可增加细胞的糖酵解,抑制 G0/G1期阻滞,降低放疗抵抗;激活 p - STAT1 则产生相反效果。
  6. apoEV - MTA1 在体内的作用:通过裸鼠皮下植入实验,发现注射含有 shNC - apoEVs 的宫颈癌细胞的小鼠肿瘤生长更快,生存时间更短,且肿瘤组织中 MTA1 和 NR2F1 的表达更高,表明 apoEV - MTA1 在体内可促进宫颈癌肿瘤生长,影响细胞休眠和放疗抵抗。

研究结论和讨论部分指出,本研究揭示了凋亡肿瘤细胞通过释放 apoEVs,将 MTA1 转移到相邻的存活癌细胞中,激活 p - STAT1/NR2F1 信号轴,诱导细胞休眠,从而导致放疗抵抗。这一发现不仅加深了对宫颈癌放疗抵抗机制的理解,还为提高放疗敏感性提供了新的潜在治疗策略。尽管目前针对 apoEV - MTA1 信号通路的靶向治疗还面临一些挑战,如 apoEV - MTA1 摄取的特异性和潜在的脱靶效应,但未来可进一步开发 MTA1 特异性抑制剂,并探索将 apoEVs 中的 MTA1 作为预测肿瘤复发的生物标志物。

总之,这项研究为宫颈癌的治疗带来了新的希望,为后续的临床研究和治疗提供了重要的理论基础和方向。相信在未来,随着研究的不断深入,宫颈癌患者的治疗效果将得到显著改善,更多女性能够摆脱宫颈癌的威胁,重获健康。

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