具有間充質(zhì)基因表達(dá)特征的結(jié)直腸癌(CRC)具有最大的遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移傾向，其特征是與癌癥相關(guān)的成纖維細(xì)胞在基質(zhì)中的積累。近日，來自英國南安普頓大學(xué)的研究人員在JEV雜志發(fā)表文章，研究了CRC細(xì)胞的上皮到間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）狀態(tài)是否影響成纖維細(xì)胞表型，重點(diǎn)關(guān)注細(xì)胞外囊泡(EV)的轉(zhuǎn)移，作為細(xì)胞間通訊的受控手段。

結(jié)直腸癌(CRC)是世界上第三大常見的惡性腫瘤，預(yù)計到2030年，全球發(fā)病率將超過200萬，死亡率將超過100萬。CRC等實(shí)體瘤患者中超過90%的死亡是由于轉(zhuǎn)移造成的。這凸顯了研究CRC進(jìn)展生物學(xué)的重要性，以便確定更好的預(yù)后標(biāo)志物并設(shè)計有針對性的治療方法。今年的研究弄清楚了CRC的分子亞型。全球公認(rèn)的分類系統(tǒng)定義了CRC的共識分子亞型(CMS)，并將患者分為四個亞組(CMS1-4)。其中，CMS4預(yù)后最差，與轉(zhuǎn)移和化療耐藥有關(guān)。重要的是，這種亞型在突變負(fù)荷、體細(xì)胞拷貝數(shù)改變或CpG島甲基化方面與其他亞型沒有區(qū)別，而是基質(zhì)細(xì)胞的存在和間充質(zhì)（或轉(zhuǎn)化生長因子(TGF)-β激活）基因表達(dá)特征。因此，CRC中的轉(zhuǎn)移細(xì)胞和基質(zhì)表型之間似乎存在重要聯(lián)系。

腫瘤微環(huán)境被認(rèn)為是癌癥和基質(zhì)元素的生態(tài)系統(tǒng)。成纖維細(xì)胞是基質(zhì)中的主要細(xì)胞類型，負(fù)責(zé)產(chǎn)生生長因子、細(xì)胞因子、趨化因子、酶和細(xì)胞外基質(zhì)。重要的是，肌成纖維腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞(CAF)的表型與CRC的腫瘤學(xué)結(jié)果相關(guān)。肌成纖維細(xì)胞的存在是預(yù)后不良的標(biāo)志，不僅在CRC中，而且在其他幾種實(shí)體瘤中，如前列腺、頭頸部和胰腺。

在肌成纖維細(xì)胞激活的經(jīng)典模型中，TGF-β刺激成纖維細(xì)胞中α-平滑肌肌動蛋白(α-SMA)的表達(dá)，從而增強(qiáng)收縮力并促進(jìn)傷口愈合。癌癥被認(rèn)為是“無法愈合的傷口”，其中肌成纖維細(xì)胞被認(rèn)為保持持續(xù)激活，導(dǎo)致生長因子和促炎細(xì)胞因子的上調(diào)。這已被證明會影響基質(zhì)重塑，促進(jìn)集體和個體癌細(xì)胞遷移并促進(jìn)化學(xué)抗性。CRC微環(huán)境富含TGF-β，在CRC患者中可檢測到升高的循環(huán)水平。盡管TGFB1在I期疾病中的表達(dá)相對較低，但I(xiàn)I/III期和IV期之間沒有顯著差異，這表明它可能參與了疾病的初始進(jìn)展，但與轉(zhuǎn)移沒有直接關(guān)系。考慮到很大比例的結(jié)直腸腫瘤在TGF-β通路中具有失活突變，TGF-β的作用不太可能針對癌細(xì)胞，更有可能影響基質(zhì)。

值得注意的是，對基質(zhì)異質(zhì)性的研究已經(jīng)確定了幾種不同的CAF群，其中只有一些是α-SMA陽性的，每一種對癌癥進(jìn)展都有不同的貢獻(xiàn)。這提出了一個基本問題，即α-SMA陽性CAF群體是如何在某些腫瘤中形成而在其他腫瘤中不形成的。這在CRC中尤其有趣，在大多數(shù)腫瘤中存在過量的局部TGF-β。CAF和癌細(xì)胞的組織學(xué)提供了某些線索，在各種實(shí)體瘤中報告了肌成纖維細(xì)胞和浸潤性癌細(xì)胞的共定位。在CRC中，最致命的CMS4亞型產(chǎn)生富含α-SMA陽性肌成纖維細(xì)胞的基質(zhì)。這些觀察結(jié)果表明，原發(fā)性腫瘤中癌細(xì)胞的表型塑造了基質(zhì)特征，特別是轉(zhuǎn)移能力促進(jìn)了肌成纖維細(xì)胞的積累。然而，目前尚不清楚其確切機(jī)制。

區(qū)分轉(zhuǎn)移性和非轉(zhuǎn)移性癌細(xì)胞的一個關(guān)鍵分子特征是上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)。這種細(xì)胞分化程序的特點(diǎn)是上皮特性的喪失和間充質(zhì)特征的獲得，例如運(yùn)動性增加。EMT受ZEB、Snail和Twist轉(zhuǎn)錄因子家族(TF)的調(diào)節(jié)。值得注意的是，CRC的CMS4亞型代表EMT相關(guān)（間充質(zhì)）分子特征。因此，EMT與肌成纖維細(xì)胞積累之間的關(guān)系值得研究因果關(guān)系；具體來說是腫瘤細(xì)胞提供的改變基質(zhì)表型的信號。

腫瘤和基質(zhì)細(xì)胞通過多種機(jī)制進(jìn)行交流，例如細(xì)胞間接觸和可溶性因子的分泌。近年來，細(xì)胞外囊泡(EVs)在細(xì)胞之間傳遞功能性核酸和其他大分子的發(fā)現(xiàn)使這種通信方法成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。值得注意的是，microRNA(miRNA)是EV貨物的穩(wěn)定成分，有證據(jù)表明，將miRNA加載到EV中是一個選擇性過程。

CRC EV的表征與轉(zhuǎn)移

之前已經(jīng)描述了基質(zhì)EV貨物的表征及其對CRC細(xì)胞的影響。該研究試圖研究反向關(guān)系。具體來說，CRC細(xì)胞的EMT狀態(tài)是否是肌成纖維細(xì)胞表型的決定因素，以及EV miRNA的交換是否在TGF-β存在下介導(dǎo)這些細(xì)胞類型之間的相互作用。

通過qPCR陣列檢測上皮和間充質(zhì)CRC EV中miRNA的相對豐度

該研究發(fā)現(xiàn)，上皮CRC EV抑制TGF-β驅(qū)動的肌成纖維細(xì)胞分化，而間充質(zhì)CRC EV則沒有。這是由miR-200(miR-200a/b/c,-141)驅(qū)動的，miR-200在上皮CRC EV中富集并轉(zhuǎn)移至受體成纖維細(xì)胞。成纖維細(xì)胞中的異位miR-200表達(dá)或ZEB1敲低同樣抑制了肌成纖維細(xì)胞分化。支持這些發(fā)現(xiàn)的是，在TCGA數(shù)據(jù)集中的一組CRC患者中，miR-200與肌成纖維細(xì)胞標(biāo)志物之間存在很強(qiáng)的負(fù)相關(guān)性。通過將上皮或間充質(zhì)CRC細(xì)胞與成纖維細(xì)胞共同注射并分析肌成纖維細(xì)胞表型的基質(zhì)標(biāo)志物，這在小鼠中得到了復(fù)制。與來自間充質(zhì)腫瘤的成纖維細(xì)胞相比，來自上皮腫瘤的成纖維細(xì)胞含有更多的miR-200，并且表達(dá)更少的ACTA2和FN1。因此，這些數(shù)據(jù)通過EV介導(dǎo)的miRNA轉(zhuǎn)移為CRC中成纖維細(xì)胞異質(zhì)性的發(fā)展提供了一種新機(jī)制，并解釋了為什么具有更大轉(zhuǎn)移潛力的CRC腫瘤富含CAF。

CRC EMT在決定體內(nèi)成纖維細(xì)胞表型中的作用

參考文獻(xiàn)：

BhomeR, Emaduddin M, James V, House LM, Thirdborough SM, Mellone M, Tulkens J,Primrose JN, Thomas GJ, De Wever O, Mirnezami AH, Sayan AE. Epithelial tomesenchymal transition influences fibroblast phenotype in colorectal cancer byaltering miR-200 levels in extracellular vesicles. J Extracell Vesicles. 2022May;11(5):e12226. doi: 10.1002/jev2.12226. PMID: 35595718.