肿瘤相关巨噬细胞来源的外泌体circPLK1促进非小细胞肺癌对EGFR抑制剂奥希替尼的耐药

Tumor-associated macrophages derived exosomal circPLK1 promotes resistance to EGFR inhibitor osimertinib in non-small cell lung cancer.

作者信息Chuankui Li, Xinyu Sun, Zuyi Wang
PMID40591172
发布时间2025-07-01
DOI10.1007/s12672-025-03025-w

实验完整度

包含细胞模型(THP-1极化、H1975共培养)的功能验证和机制验证(RIP、RNA pull-down),但缺乏动物模型或患者样本验证。

主要模型

THP-1细胞诱导的M2型巨噬细胞 H1975非小细胞肺癌细胞系

重点核对

THP-1细胞经50 ng/mL PMA诱导3小时,再用20 ng/mL IL-4和IL-13诱导24小时获得M2巨噬细胞 M2-Exo与H1975细胞共培养48小时,随后OSI处理48小时 circPLK1过表达质粒(Ex-circPLK1)和miR-186 mimic转染H1975细胞48小时 CCK-8实验检测细胞活力,OSI浓度0-640 nM 凋亡检测采用Annexin V-APC/PI双染流式细胞术

摘要

背景:环状RNA(circRNA)参与多种癌症的发生和发展。已有报道circRNA Polo样激酶1(PLK1)在非小细胞肺癌(NSCLC)中上调,但circPLK1在NSCLC中的机制仍有待进一步探索。方法:将THP-1细胞诱导为M2巨噬细胞极化,以获得M2巨噬细胞来源的外泌体(M2-Exo)。检测M2-Exo的摄取及其在奥希替尼(OSI)敏感性、凋亡和表皮生长因子受体(EGFR)激活中的作用。接下来,还检测了circPLK1的表达及其对上述指标的作用。通过CircInteractome预测circPLK1的靶标。最后,验证了circPLK1对miRNA和通路的调控作用。结果:M2巨噬细胞诱导NSCLC细胞对OSI耐药并减少凋亡。与M2和M2-Exo共培养后,H1975细胞中circPLK1上调。circPLK1过表达降低了NSCLC细胞对OSI的敏感性,抑制凋亡,并增加EGFR磷酸化。miR-186是circPLK1的靶标,其在M2-Exo和circPLK1过表达的NSCLC细胞中表达降低。此外,与M2-Exo共培养增加了NSCLC细胞中EGFR、AKT和细胞外信号调节激酶(ERK)的磷酸化。miR-186模拟物降低了这些蛋白的磷酸化水平。在OSI处理的NSCLC细胞中,circPLK1过表达增加了EGFR、AKT和ERK的磷酸化。miR-186模拟物消除了circPLK1对这些蛋白的作用。结论:M2极化巨噬细胞来源的外泌体中的circPLK1促进NSCLC对OSI的耐药。

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
M2型巨噬细胞来源的外泌体circPLK1是否通过调控miR-186/PI3K/AKT通路促进非小细胞肺癌对奥希替尼的耐药?
核心机制
M2巨噬细胞来源的外泌体将circPLK1转移至NSCLC细胞,circPLK1作为miR-186的海绵,上调SHP2表达,激活PI3K/AKT通路,导致OSI耐药。
主要证据
在H1975细胞中,M2-Exo或circPLK1过表达降低OSI敏感性、抑制凋亡、增加EGFR磷酸化,且miR-186 mimic逆转这些效应;RIP和RNA pull-down证实circPLK1与miR-186结合。
研究意义
该机制可能与NSCLC进展相关,为探索基于外泌体的治疗策略提供理论基础。

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

M2巨噬细胞极化及鉴定

获得M2型巨噬细胞并验证其极化状态。

用PMA将THP-1细胞诱导为M0巨噬细胞,再用IL-4和IL-13诱导为M2型;通过流式细胞术检测CD80、CD206,通过qRT-PCR检测iNOS、Arg1、IL-10、TGF-β表达。

2

M2巨噬细胞与NSCLC细胞共培养及功能检测

评估M2巨噬细胞对NSCLC细胞OSI敏感性和凋亡的影响。

将M2巨噬细胞与H1975细胞共培养,检测细胞活力、IC50和凋亡。

3

外泌体提取、鉴定及摄取

验证M2巨噬细胞来源的外泌体可被NSCLC细胞摄取。

从M2条件培养基中提取外泌体,通过电镜观察形态,Western blot检测标志物,PKH67标记外泌体并观察H1975细胞摄取。

4

M2-Exo对NSCLC细胞耐药性和EGFR激活的影响

验证M2-Exo对OSI耐药性和EGFR通路的作用。

用M2-CM或M2-Exo处理H1975细胞,检测细胞活力、IC50、凋亡和p-EGFR/EGFR水平。

5

circPLK1在巨噬细胞和NSCLC细胞间的转移

证明circPLK1通过M2-Exo从巨噬细胞转移至NSCLC细胞。

检测circPLK1在巨噬细胞、外泌体及共培养后的H1975细胞中的表达;用Cy3标记circPLK1转染M2巨噬细胞,提取外泌体与H1975共培养,FISH检测信号。

6

circPLK1对OSI耐药性和凋亡的影响

验证circPLK1过表达对NSCLC细胞OSI敏感性和凋亡的影响。

将circPLK1过表达质粒转染H1975细胞,检测细胞活力、IC50、凋亡和EGFR磷酸化。

7

circPLK1靶向miR-186的机制验证

验证circPLK1与miR-186的直接结合及其对下游信号通路的影响。

通过CircInteractome预测miR-186靶标,用RIP和RNA pull-down验证结合,检测miR-186表达及下游蛋白(p-EGFR、p-AKT、p-ERK、SHP2)水平,并观察miR-186 mimic的逆转作用。

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。

验证样本或模型特征
验证细胞功能变化
验证分子表达变化
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
RPMI-1640培养基文中未明确说明--
胎牛血清文中未明确说明--
β-巯基乙醇文中未明确说明--
青霉素-链霉素溶液文中未明确说明--
佛波醇肉豆蔻酸乙酸酯MedChemExpress--
白细胞介素-4文中未明确说明--
白细胞介素-13文中未明确说明--
奥希替尼文中未明确说明--
抗CD80抗体Proteintech14292-1-AP
抗CD206抗体Proteintech18704-1-AP
TRIzol试剂Thermo Fisher Scientific--
TaqMan MicroRNA逆转录试剂盒Thermo Fisher Scientific--
一步法PrimeScript cDNA合成试剂盒Takara--
SYBR Premix Ex TaqTakara--
7500 Quick Dx实时荧光定量PCR仪Applied Biosystems--
核糖核酸酶RGuangzhou Geneseed Biotech. Co., Ltd.R0301
CCK-8溶液文中未明确说明--
酶标仪(ELX-800)BIOTEKELX-800
Annexin V-APC结合液Bestbio--
碘化丙啶染色液文中未明确说明--
外泌体提取和纯化试剂盒Umibio--
外泌体浓缩液试剂Umibio--
外泌体纯化过滤器Umibio--
日立H-600透射电子显微镜HitachiH-600
RIPA裂解液Solarbio--
BCA蛋白定量试剂盒Thermo Fisher Scientific--
PVDF膜文中未明确说明--
ECL化学发光试剂盒Beyotime--
抗p-EGFR抗体Abcamab40815
抗EGFR抗体Abcamab32077
抗SHP2抗体Abcamab32083
抗CD36抗体Abcamab133625
抗p-AKT抗体Proteintech28731-1-AP
抗AKT抗体Proteintech10176-2-AP
抗CD9抗体Proteintech20597-1-AP
抗CD81抗体Proteintech27855-1-AP
抗p-ERK抗体Cell Signaling Technology4370
抗ERK抗体Cell Signaling Technology4690
GAPDH抗体Abcamab9485
PKH67绿色荧光染料Sigma-Aldrich--
ExoQuick-TC试剂文中未明确说明--
DAPI文中未明确说明--
荧光共聚焦显微镜Leica--
circPLK1过表达质粒RiboBio--
miR-186模拟物RiboBio--
Lipofectamine 3000转染试剂Thermo Fisher Scientific--
Cy3标记的含circPLK1的pcDNA3.1载体RiboBio--
Magna RIP RNA结合蛋白免疫沉淀试剂盒Sigma-Aldrich--
抗Ago2抗体文中未明确说明--
抗IgG抗体文中未明确说明--
生物素标记的miR-186探针GenePharma--
对照探针GenePharma--
链霉亲和素磁珠Thermo Fisher Scientific--

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
M2巨噬细胞极化
THP-1细胞用50 ng/mL PMA处理3小时,然后用20 ng/mL IL-4和IL-13处理24小时。
阅读提示:Materials and methods, M2 macrophage polarization
共培养实验
Transwell共培养48小时,H1975细胞与M2巨噬细胞共培养。
阅读提示:Materials and methods, Co-culture of H1975 with THP-1
外泌体处理
M2-Exo与H1975细胞共培养48小时,然后OSI处理48小时。
阅读提示:Results, M2-exos induces osimertinib resistance in NSCLC cells, Figure 3
circPLK1过表达
circPLK1过表达质粒转染H1975细胞48小时,使用Lipofectamine 3000。
阅读提示:Materials and methods, Cell transfection
miR-186 mimic处理
miR-186 mimic转染H1975细胞,使用Lipofectamine 3000,处理时间未明确说明,但通常为48小时。
阅读提示:Materials and methods, Cell transfection; Results, Figure 6G