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ITLN1通过代谢转移抑制卵巢癌细胞

ITLN1通过代谢转移抑制卵巢癌细胞

题目:ITLN1 modulates invasive potential and metabolic reprogramming of ovarian cancer cells in omental microenvironment

期刊:Nature communications

影响因子:12.121


上皮性卵巢癌(Ovarian cancer,
OC)美国死亡人数最多的妇科恶性肿瘤。它最常见于绝经后妇女,并优先转移到大网膜大网膜是一种血管化良好的腹膜组织皱褶,是腹腔内脂肪聚集的主要部位。这些观察结果表明,内脏脂肪作为转移微环境的组成部分,可能对OC的发展产生负面影响。然而,大网膜内脏组织促进肿瘤生长和疾病进展的机制尚不完全清楚。以往的研究表明,脂肪组织可能对肿瘤的生长、转移和化疗敏感性有直接的、局部的影响

许多研究表明,肿瘤细胞与间皮细胞的透明质酸膜结合,以及炎症介质和潜在的细胞外基质暴露引起癌细胞粘附分子的上调,可能促进癌细胞的附着和侵袭。并且,OC细胞网膜脂肪组织中调控间皮细胞以及其他类型的细胞创建一个环境支持他们的成长和发展的分子机制也没有进行过彻底的探索。

首先,作者对良性妇科疾病患者显微解剖的大网膜脂肪组织和高度严重卵巢癌患者的癌相关大网膜组织进行了转录组分析,发现HGSC患者的大网膜脂肪组织中ITLN1下调最多,说明OC细胞下调了大网膜脂肪组织中ITLN1的表达。同时,对健康女性的大网膜脂肪组织和HGSC患者的腹水衍生的间皮细胞进行RNA-Seq,发现ITLN1是癌症相关间皮细胞中表达下调最多的基因。

基于间皮细胞是大网膜组织的主要成分之一,作者推测大网膜脂肪组织中的ITLN1主要是由间皮细胞产生的。通过比较健康女性和HGSC患者原代间皮细胞中ITLN1mRNA和蛋白水平并对ITLN1进行免疫定位,发现在大网膜的各种细胞中,内源性ITLN1只有间皮细胞高表达,而间皮细胞中ITLN1的下调与大网膜微环境中OC细胞或细胞分泌的介质的存在有关。

因为ITLN1是一种分泌蛋白,因此作者测定了健康女性血清样本中的循环ITLN1水平,以及术前HGSC患者和良性妇科疾病患者的血清样本。结果发现,与健康女性或良性妇科疾病患者相比,HGSC患者循环中的ITLN1水平显著降低。由于OC患者血清中CA125蛋白水平升高,作者对患者血清中CA125ITLN1蛋白水平之间是否存在相关性进行实验。发现HGSC患者的CA125水平明显高于正常女性或良性妇科疾病患者,并且CA125ITLN1水平之间存在显著的负相关。之后使用logistic回归法构建了ITLN1CA125或两者的受试者工作特征曲线以检验健康女性和OC女性之间的区分能力数据表明ITLN1补充了CA125OC患者识别中的作用。

为了评估ITLN1OC进展中的作用,作者进行了细胞侵袭实验和迁移实验。发现与磷酸盐缓冲生理盐水(PBS)处理的SKOV3A224相比,ITLN1处理的细胞的行走距离明显缩短侵袭程度明显降低说明外源性ITLN1可以抑制OC的转移为了确定ITLN1抑制OC细胞运动和侵袭电位的分子机制,作者对外源性ITLN1处理的A224进行了转录组分析。从转录组中,作者选择了与侵袭和转移相关的基因MMP1进行研究。因为mRNA 和蛋白在ITLN1处理的SKOV3A224细胞中均下调,表明MMP1介导了ITLN1OC细胞运动和侵袭电位的影响

为了确定ITLN1下调MMP1的信号网络,作者首先将目标放在LTF上。前人研究发现LTF能与膜结合形式的ITLN1互作,并且LTFLRP1结合转录上调MMP1。因此推测ITLN1LTF结合,阻止LTFOC细胞上的受体LRP1结合,进而导致MMP1下调。首先,作者进行了体外pull-down实验表明ITLN1LTF结合。通过Duolink PLA技术进一步证明ITLN1干扰了OC细胞上LTFLRP1的结合。作者发现大部分LTF信号在大网膜组织中共定位,提示中性粒细胞是大网膜肿瘤微环境中LTF的主要来源。并且通过免疫组化分析,HGSC患者的癌相关脂肪组织中LTF表达显著上调HGSC患者腹水中富含中性粒细胞的LTF水平明显高于任何一组患者的血清。Logistic回归法构建工作特征曲线,发现LTF联合ITLN1CA125时的曲线下面积明显大于单独联合CA125时的曲线下面积,说明LTF联合ITLN1OC患者识别中可补充CA125

作者将ITLN1在含有10%胎牛血清(FBS)的抗LTF抗体或IgG的培养液中处理OC细胞,与SFM种相比,细胞运动和侵袭电位明显提高;当ITLN1加入后,运动和侵袭明显下降。这表明ITLN1抑制了LTFOC细胞运动和侵袭的影响。当SKOV3A224转染MMP1-specific siRNAs然后用LTF处理后,发现LTFOC细胞的运动和侵袭影响消失,这表明LTFOC细胞的影响可能通过MMP1介导。

然后,作者证实ITLN1仅在成熟的脂肪细胞中增加了胰岛素依赖性的葡萄糖摄取,而葡萄糖能介导OC细胞的生长。实验发现,在胰岛素存在的情况下,ITLN1上调了脂肪细胞中GLUT4的表达,导致葡萄糖摄取增加。然而,在ITLN1处理的成熟脂肪细胞中,与对照组相比,在没有胰岛素的情况下,GLUT4 mRNA的表达没有显著变化。沉默GLUT4ITLN1处理的成熟脂肪细胞葡萄糖摄取量显著降低。这表明ITLN1通过上调GLUT4来增加脂肪细胞的葡萄糖摄取,从而抑制OC的生长。
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