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为探究 CD24 在成纤维细胞中的作用及机制,研究人员开展了核 CD24 对成纤维细胞 IL-6 分泌影响的研究。结果发现肿瘤环境中核 CD24 促进成纤维细胞 IL-6 分泌,这为肿瘤研究和治疗提供了新靶点和思路。
在肿瘤研究的广阔领域中,一个神秘的 “小角色”—— 分化簇 24(CD24)逐渐引起了科研人员的注意。CD24 是一种糖基磷脂酰肌醇(GPI)锚定糖蛋白,在癌症的舞台上,它常常 “高调亮相”。高表达的 CD24 不仅助力癌细胞的迁移、侵袭和增殖,还与患者预后不良紧密相关,是个不折不扣的 “反派分子”。而且,它还能和免疫细胞上的抑制性受体 Siglec-10 相互勾结,给癌细胞披上 “别吃我” 的隐身衣,保护肿瘤茁壮成长。
不过,科研人员在深入探索时发现,CD24 的行为似乎受到很多因素的操控。它既受细胞内部信号通路的指挥,也会被肿瘤微环境中的外部信号影响。肿瘤微环境里有一种重要的 “成员”—— 癌症相关成纤维细胞(CAFs),它和 CD24 之间的关系错综复杂。有研究显示,CAFs 中的 α - 平滑肌肌动蛋白(α -SMA)表达和肿瘤细胞上的 CD24 表达呈正相关,CAFs 分泌的白细胞介素 - 6(IL-6)还能通过激活 STAT3 磷酸化,调节肿瘤细胞上 CD24 的表达,增强肿瘤细胞的干细胞特性。更有趣的是,在肿瘤组织里还发现了 CD24+ CAFs,可 CD24 在成纤维细胞中具体发挥什么作用、通过什么机制发挥作用,还是一团迷雾。
为了揭开这团迷雾,郑州大学第一附属医院的研究人员勇挑重担,开展了一系列深入研究。他们的研究成果发表在《Journal of Translational Medicine》上,为肿瘤研究领域带来了新的曙光。
研究人员用到的主要关键技术方法有:通过蛋白质免疫印迹(Western blot)技术检测细胞中蛋白质的表达水平;利用定量聚合酶链反应(qPCR)评估基因表达量,分析细胞因子和趋化因子的分泌变化;借助染色质免疫沉淀 - 定量聚合酶链反应(ChIP-qPCR)确定 CD24 与 IL-6 启动子区域的结合情况。研究样本主要是正常成纤维细胞和肿瘤诱导的成纤维细胞(类似 CAFs),其中用到了 3T3 细胞等。
CD24 在成纤维细胞中的表达分布
研究人员首先对比了正常成纤维细胞和肿瘤诱导成纤维细胞中 CD24 的表达水平。结果令人惊讶,CD24 在肿瘤诱导的成纤维细胞中表达明显升高,而且它不仅出现在细胞膜和细胞质中,还在细胞核里 “安了家”。研究人员通过对细胞裂解物进行亚细胞分级分离,在 3T3 细胞的细胞质和膜结合部分(M/Cyt)以及核质部分(Nuc)都检测到了 CD24 信号。在经过膀胱癌训练的成纤维细胞中,CD24 在这两个部分的表达同样显著增加。这是首次发现成纤维细胞中有核 CD24,意味着它可能在细胞膜和细胞核之间穿梭,在基因层面调控成纤维细胞的生长和功能。
CD24 与染色质的结合情况
接下来,研究人员想知道 CD24 能不能和细胞核的主要成分染色质 “交朋友”。他们发现,正常和经肿瘤教育的 3T3 细胞的染色质 / 不溶性蛋白质部分(P1)中都有组蛋白 H3 和 CD24。用微球菌核酸酶(MN)消化 DNA 后,组蛋白 H3 和 CD24 被释放出来,这表明 CD24 和组蛋白 H3 一样,能和染色质结合,而且在经肿瘤教育的 3T3 细胞中结合得更紧密。但由于 CD24 没有已知的核定位或输出信号,目前还无法深入探究它进出细胞核的具体过程。
CD24 对成纤维细胞中细胞因子分泌的影响
为了解 CD24 在成纤维细胞中的具体作用,研究人员对 CAF 细胞进行 CD24 敲除实验,分析其对趋化因子和细胞因子分泌的影响。结果显示,在不同肿瘤诱导的成纤维细胞中,敲除 CD24 后,IL-6 的表达显著降低,同时其下游分子 JAK 和 STAT 的磷酸化也受到抑制。有趣的是,IL-6 抗体并不能影响 CD24 的表达,这暗示 CD24 可能位于 IL-6 的上游。
CD24 对 IL-6 基因表达的调控机制
研究人员进一步寻找与 CD24 表达相关的 IL-6 启动子区域的 DNA 片段,并设计引物进行 ChIP-qPCR。结果证实,CD24 蛋白能成功结合到成纤维细胞核内的 IL-6 启动子区域,这就确定了它在调控 IL-6 基因表达方面的重要作用。而且,研究还发现,经过肿瘤细胞教育后,CD24 与 IL-6 启动子区域的结合明显增强,说明肿瘤环境会促进成纤维细胞中这种结合。
研究人员通过一系列实验证实,核 CD24 在成纤维细胞中能调控 IL-6 的转录,肿瘤环境还会增强 CD24 在成纤维细胞中的表达和功能。这一发现意义重大,它让人们对 CD24 这个曾经只被看作细胞表面糖蛋白的分子有了全新的认识。CD24 在肿瘤相关成纤维细胞中的重要作用,进一步巩固了它作为肿瘤驱动因子和预后标志物的地位,尤其是在 CAFs 方面。同时,该研究揭示的新机制为 CD24 靶向治疗提供了更坚实的理论基础,凸显了 CD24+ 成纤维细胞在科研和临床应用中的重要价值,为肿瘤研究和治疗开辟了新的方向,有望推动相关领域取得更多突破,为攻克肿瘤难题带来新的希望。