癌症相关成纤维细胞通过PDGF-BB/PDGFR-β介导的旁分泌信号网络促进胆管癌淋巴转移

Cancer-Associated Fibroblasts Promote Lymphatic Metastasis in Cholangiocarcinoma via the PDGF-BB/PDGFR-β Mediated Paracrine Signaling Network.

作者信息Jian Yan, Gang Xiao, Caini Yang, Qinqin Liu, Cui Lv, Xianhuan Yu, Ziyu Zhou, Shusheng Lin, Zhenhua Bai, Haoming Lin, Rui Zhang, Chao Liu
PMID37307823
期刊Aging Dis
发布时间2024-02-01
DOI10.14336/AD.2023.0420

实验完整度

包含临床样本分析、体外细胞功能实验、体内动物模型及基因敲除和抑制剂验证,多层级证据支持机制结论。

主要模型

胆管癌细胞系 QBC939 和 HuCCT1 原代癌症相关成纤维细胞(CAFs) 淋巴内皮细胞(HLECs) BALB/c 裸鼠皮下移植瘤及腘窝淋巴结转移模型

重点核对

CAFs 的 LN+ 和 LN- 状态及其 PDGF-BB 分泌水平 PDGFB 基因敲除 CAFs(CAFPDGFB(KO))的验证 PDGF-BB 阻断抗体(50 μg/kg)和 PDGFR 抑制剂 STI571(50 mg/kg)的剂量及给药方式 GSK 抑制剂 CHIR-98014(20 mg/kg)和 P65 抑制剂 PG490(1 mg/kg)的剂量及给药方式 细胞共注射比例(肿瘤细胞 5×10^6,CAFs 5×10^5)

摘要

伴有淋巴结转移(LNM)的胆管癌(CCA)患者即使在完全切除后预后也最差;然而,其潜在机制仍不清楚。在此,我们确定了CAF来源的PDGF-BB是CCA中LMN(应为LNM)的调节因子。蛋白质组学分析显示,来自伴有LNM的CCA患者(LN+CAFs)的CAFs中PDGF-BB上调。临床上,CAF-PDGF-BB的表达与CCA患者的不良预后和LNM增加相关,而CAF分泌的PDGF-BB增强了淋巴内皮细胞(LEC)介导的淋巴管生成,并促进了肿瘤细胞的跨LEC迁移能力。将LN+CAFs和癌细胞共注射可增加体内肿瘤生长和LNM。机制上,CAF来源的PDGF-BB激活了LECs中其受体PDGFR-β及其下游ERK1/2-JNK信号通路以促进淋巴管生成,同时它也上调了PDGFR-β-GSK-P65介导的肿瘤细胞迁移。最后,靶向PDGF-BB/PDGFR-β或GSK-P65信号轴在体内抑制了CAF介导的腘窝淋巴结转移(PLM)。总之,我们的发现揭示了CAFs通过旁分泌网络促进肿瘤生长和LNM,为晚期CCA患者确定了一个有前景的治疗靶点。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
CAF 来源的 PDGF-BB 是否以及在何种机制下促进胆管癌的淋巴管生成和淋巴结转移?
核心机制
CAF 分泌的 PDGF-BB 通过激活淋巴内皮细胞中 PDGFR-β 下游的 ERK1/2-JNK 信号通路促进淋巴管生成,并通过激活肿瘤细胞中 PDGFR-β 下游的 GSK3β-P65 信号通路增强肿瘤细胞迁移和跨内皮迁移能力。
主要证据
临床样本显示 PDGF-BB 高表达与淋巴结转移和不良预后相关;体外实验显示 PDGF-BB 促进 LEC 管形成和肿瘤细胞迁移;体内 PLM 模型证实 PDGFB 敲除或靶向 PDGF-BB/PDGFR-β 可抑制淋巴转移。
研究意义
该研究为晚期胆管癌提供了潜在的治疗靶点,即靶向 PDGF-BB/PDGFR-β 信号轴及其下游通路,并提示 STI571 可能重新用于胆管癌治疗。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

临床样本分析与相关性研究

探讨 PDGF-BB 在胆管癌组织中的表达水平及其与淋巴结转移和患者预后的关系。

收集 126 例胆管癌患者肿瘤组织,通过 IHC、免疫荧光、ELISA 检测 PDGF-BB 表达,分析其与淋巴结状态和总生存期的相关性。

2

CAFs 分离与功能验证

验证 CAFs 中 PDGF-BB 的表达是否高于正常成纤维细胞,并评估 LN+CAFs 对肿瘤细胞恶性行为的影响。

从 CCA 组织和癌旁组织分离原代 CAFs 和 NFs,通过 ELISA 和 Western blot 检测 PDGF-BB 分泌;用 LN+CAFs 和 LN-CAFs 的条件培养基处理肿瘤细胞,进行迁移、侵袭、跨内皮迁移、克隆形成和增殖实验。

3

体外淋巴管生成实验

评估 CAFs 分泌的 PDGF-BB 对淋巴内皮细胞迁移和管形成的影响。

用 LN+CAFs、LN-CAFs 和 CAFPDGFB(KO) 的条件培养基处理 HLECs,进行 Transwell 迁移和管形成实验。

4

体内肿瘤生长和淋巴转移实验

验证 CAFs 及其分泌的 PDGF-BB 在体内对肿瘤生长和淋巴结转移的影响。

将 QBC939 或 HuCCT1 细胞单独或与 LN+CAFs、LN-CAFs、CAFPDGFB(KO) 共注射到裸鼠皮下或脚垫,监测肿瘤生长和腘窝淋巴结转移;用 PDGF-BB 抗体、STI571、CHIR-98014、PG490 处理。

5

机制通路研究

探索 PDGF-BB 在肿瘤细胞和淋巴内皮细胞中激活的下游信号通路。

用 PDGF-BB 或 CAF 条件培养基处理肿瘤细胞和 HLECs,Western blot 检测 GSK3β、P65、JNK、ERK1/2 等磷酸化水平;使用抑制剂验证通路特异性。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
α-SMA 抗体ServicebioGB13044
PDGF-BB 抗体ThermoFisherPA588272
Podoplanin 抗体NovusNBP1-90211
LYVE1 抗体AbcamAb281587
PDGFR-β 抗体Signalway Antibody41327
PDGFR-α 抗体Signalway Antibody33470
p-FAK 抗体Signalway AntibodyC90918Bio
FAK 抗体Cell Signaling Technology3285
p-AKT 抗体Cell Signaling Technology13038
AKT 抗体Cell Signaling Technology2920
p-P65 抗体AbcamAb86299
P65 抗体Cell Signaling Technology8242
p-JNK 抗体Cell Signaling Technology4668
JNK 抗体AbcamAb76125
p-ERK 抗体Cell Signaling Technology4370
ERK 抗体Cell Signaling Technology4696
p-GSK 抗体Cell Signaling Technology9336
GSK 抗体Cell Signaling Technology12456
p-YAP 抗体Cell Signaling Technology13008
YAP 抗体Cell Signaling Technology14074
Ki-67 抗体ServicebioGB111499
牛血清白蛋白Sigma-AldrichV900933
4',6-二脒基-2-苯基吲哚ServicebioG1012
Alexa Fluor 偶联二抗Invitrogen--
激光共聚焦显微镜 LSM780Zeiss--
TSA-AF488InvitrogenB40953
TSA-AF555InvitrogenB40955
PDGF-BB ELISA 试剂盒Enzyme linked Biotechnology Co. (MIbio)ml001574J
Pierce™ BCA 蛋白测定试剂盒----
测序级修饰胰蛋白酶PromegaV5111
Oasis HLB 柱Waters186000383
基质胶BD Biosciences--
BALB/c 裸鼠Guangdong Province Experimental Animal Center--
IVIS Spectrum 成像系统PerkinElmer--
Eclipse 80I 系统和 NIS-Elements 软件Nikon--
STI571(伊马替尼)Selleck--
PG490(P65 抑制剂)Applied InvivoChem Inc.--
CHIR-98014(GSK 抑制剂)Applied AOBIOUS Inc.--
二甲基亚砜----

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
临床样本
样本量(126例)、来源(中山大学孙逸仙纪念医院)、时间(2012年1月至2018年7月)、纳入标准(病理确诊)
阅读提示:Patients and clinical samples 部分
细胞培养
细胞系(QBC939、HuCCT1、Huh28、HCCC-9810、ZJU-1125)、CAFs 和 NFs 的分离和纯化验证
阅读提示:Results 部分 Expression levels... 中有关细胞系和原代成纤维细胞分离的描述
体外功能实验
CAF 条件培养基制备(80% 融合、无血清培养 24 小时)、Transwell 迁移/侵袭、TrEM、克隆形成、MTT 实验的具体参数
阅读提示:Figure 2 和 Figure 3 图注
淋巴管生成实验
HLECs 来源、管形成实验和 Transwell 迁移的实验条件
阅读提示:Figure 4 和 Figure 5 图注
体内动物模型
小鼠品系(BALB/c 裸鼠)、年龄(4周)、体重(18-20g)、细胞注射数量、部位(皮下或脚垫)、共注射比例、处理药物剂量和时间
阅读提示:PLM model 和 Subcutaneous tumor models 部分
药物处理
anti-PDGF-BB 抗体(50 μg/kg)、STI571(50 mg/kg)、CHIR-98014(20 mg/kg)、PG490(1 mg/kg)的剂量、给药方式(腹腔注射)、频率(每3天)
阅读提示:PLM model 和 Subcutaneous tumor models 部分
蛋白检测
抗体信息(品牌、编号)、蛋白提取和 Western blot 条件
阅读提示:Materials and Methods 中 IHC 部分及 Supplementary Table 2