細胞毒性化療是多種癌癥的有效治療方法，然而據(jù)報道化療具有促進腫瘤轉(zhuǎn)移的作用，該過程可能與化療時腫瘤釋放出的外泌體（EVs）相關(guān)。洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院的研究團隊在《Nature cell biology》發(fā)表“Chemotherapy elicits pro-metastatic extracellular vesicles in breast cancer models”的研究成果。該研究通過外泌體蛋白質(zhì)組學(xué)，揭示了紫杉醇和阿霉素在化療過程中利用腫瘤釋放的外泌體，改變肺部微環(huán)境，進而促進腫瘤轉(zhuǎn)移的科學(xué)問題。該研究為限制化療相關(guān)的轉(zhuǎn)移風險提供研究方向，有助于提高化療的有效性和安全性。

該研究通過兩種常用的化療藥物：紫杉醇（paclitaxel，PTX）和多柔比星/阿霉素（doxorubicin，DOX）誘導(dǎo)乳腺腫瘤釋放外泌體，刺激肺部細胞釋放蛋白質(zhì)CCL2，進而吸引機體中的單核細胞發(fā)揮作用，促進肺部中癌細胞的存活和生長。通過生物信息學(xué)的分析，發(fā)現(xiàn)外泌體差異蛋白中的膜聯(lián)蛋白-A6（annexin-A6）發(fā)揮了關(guān)鍵的促進轉(zhuǎn)移作用。

01丨研究材料

(1) 來自于PTX/CREMO處理的4T1細胞的外泌體

(2) 來自于MDA-MB-231細胞的外泌體

(3) 來自于人類血漿的外泌體等

02丨技術(shù)方法

外泌體蛋白質(zhì)組學(xué)、Western blot、qPCR等

03丨研究路線

04丨研究結(jié)果

01PTX增強小鼠乳腺腫瘤模型的肺轉(zhuǎn)移

研究者首先檢測了紫杉醇（PTX）對兩種小鼠乳腺癌模型轉(zhuǎn)移的影響，在MMTV-PyMT和4T1兩種小鼠模型中，PTX治療對原發(fā)性乳腺腫瘤的生長具有適度的抑制活性，同時也提高了腫瘤的肺部轉(zhuǎn)移，增大了轉(zhuǎn)移腫瘤的尺寸。

02化療誘導(dǎo)的細胞外囊泡（EVs）促進小鼠乳腺腫瘤轉(zhuǎn)移及斑馬魚胚胎模型的腫瘤定殖

為了測量腫瘤衍生的EVs是否參與PTX誘導(dǎo)的乳腺腫瘤轉(zhuǎn)移，對PTX治療過的腫瘤進行體外培養(yǎng)，提取腫瘤培養(yǎng)上清外泌體，發(fā)現(xiàn)紫杉醇處理過的癌細胞產(chǎn)生的外泌體，明顯促進了腫瘤細胞在肺中的定植。在化療藥物DOX治療過的腫瘤外泌體及斑馬魚胚胎模型中均得一致的結(jié)論。

03蛋白質(zhì)組學(xué)分析化療誘發(fā)的外泌體蛋白組成

研究者推測化療引起的外泌體促腫瘤轉(zhuǎn)移能力的增強是它們所攜帶的蛋白質(zhì)導(dǎo)致。因此，通過液相色譜-質(zhì)譜(LC-MS)對腫瘤細胞經(jīng)過PTX以及CREMO處理的外泌體進行蛋白質(zhì)組學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)PTX處理的腫瘤細胞外泌體中富含ANXA6蛋白。在DOX處理后也可以增加EVs中ANXA6蛋白含量。

04外泌體蛋白ANXA6促進乳腺癌的肺轉(zhuǎn)移功能確認

攜帶ANXA6的外泌體被血液運到肺部后，促進肺組織表達趨化因子，促進NF-κB依賴性內(nèi)皮細胞活化，Ccl2誘導(dǎo)和Ly6C+CCR2+單核細胞在肺轉(zhuǎn)移前生態(tài)位擴增，促進肺轉(zhuǎn)移。為了驗證ANXA6的作用，研究人員敲除了癌細胞中的ANXA6基因。失去了ANXA6后，紫杉醇誘導(dǎo)癌細胞分泌的外泌體，不再具有促進腫瘤轉(zhuǎn)移的作用。同時阻斷單核巨噬細胞的促轉(zhuǎn)移功能也同樣可以阻止化療誘導(dǎo)的腫瘤轉(zhuǎn)移。

05功能分子ANXA6臨床乳腺癌患者血液外泌體驗證

在6名接受DOX+ cyclophosphamide和PTX輔助化療的患者的血液外泌體ANXA6表達量進行檢測。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，5人在化療后血液中外泌體里的ANXA6水平上升。而到了新輔助化療結(jié)束時，腫瘤部分或完全緩解后，血液外泌體的ANXA6水平也隨之降低。一名對化療沒有反應(yīng)的患者，其外泌體內(nèi)的ANXA6水平持續(xù)上升。

06結(jié)論

本文對化療藥物促進乳腺癌轉(zhuǎn)移的機制進行了研究：首先，確定了外泌體在化療藥物的促轉(zhuǎn)移過程中具有重要的作用，然后通過外泌體蛋白質(zhì)組學(xué)對化療藥物誘發(fā)的腫瘤外泌體進行蛋白質(zhì)組學(xué)分析，篩選到關(guān)鍵蛋白ANXA6。接著對ANXA6通過改變腫瘤微環(huán)境促進腫瘤肺轉(zhuǎn)移的機制進行解析，是一篇比較典型的以外泌體為主題的機制研究案例。近年來，外泌體蛋白質(zhì)組學(xué)的研究進展迅速，蛋白質(zhì)分子在外泌體信號傳遞過程中也起到了非常重要的作用。(世聯(lián)博研(Bioexcellence)世聯(lián)博研Bioexcellence）

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