腫瘤缺氧是實(shí)體腫瘤的一個(gè)標(biāo)志，與腫瘤進(jìn)展、轉(zhuǎn)移發(fā)展和治療抵抗有關(guān)。作為對(duì)缺氧的反應(yīng)，腫瘤細(xì)胞分泌促血管生成因子，誘導(dǎo)血管形成，恢復(fù)缺氧區(qū)域的氧氣供應(yīng)。細(xì)胞外小泡(EVS)是腫瘤微環(huán)境中細(xì)胞間通訊的媒介。在這里，作者證明了LC3/GABARAP蛋白家族成員GABARAPL1的表達(dá)增加是內(nèi)體成熟、分選到內(nèi)體和腸病毒分泌所必需的。

圖片來(lái)源: https://doi.org/10.1002/jev2.12166

GABARAPL1是GABARAP蛋白家族的成員，GABARAP蛋白家族是一組蛋白質(zhì)，通過(guò)介導(dǎo)重要的細(xì)胞過(guò)程，如自噬和受體向質(zhì)膜的運(yùn)輸，促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。作為LC3/GABARAP蛋白家族的成員，GABARAPL1被認(rèn)為在自噬的一般執(zhí)行過(guò)程中發(fā)揮作用。作者意外地觀察到GABARAPL1對(duì)于(宏)自噬的一般執(zhí)行不是必需的。

順理成章的是，最近的研究表明GABARAPL1可能更多地參與了選擇性形式的自噬。然而，GABARAP蛋白在執(zhí)行自噬過(guò)程中的功能冗余已經(jīng)被描述，并可能解釋為什么沉默GABARAPL1對(duì)自噬活性的影響可以忽略不計(jì)。

在這項(xiàng)研究中，作者描述了GABARAPL1在缺氧時(shí)需要分泌EVS和生長(zhǎng)因子，從而促進(jìn)了不同類型腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)。此外，作者還證明了GABARAPL1和GABARAP在較小范圍內(nèi)的表達(dá)，而不是GABARAPL2的表達(dá)，強(qiáng)調(diào)了不同的GABARAP家族成員的獨(dú)特功能。

除了缺氧，其他脅迫也誘導(dǎo)GABARAPL1的表達(dá)，這表明GABRAPL1被細(xì)胞作為一種一般的應(yīng)激反應(yīng)機(jī)制，或者作為一種緩解應(yīng)激的機(jī)制。雖然我們只在體外實(shí)驗(yàn)中使用了嚴(yán)重缺氧，但這并不排除其他應(yīng)激源或外部因素也能引起類似的影響。

EVS，更具體地說(shuō)是外泌體，是在內(nèi)體成熟過(guò)程中通過(guò)限制的內(nèi)胚體膜向內(nèi)萌發(fā)而形成的。早到晚的內(nèi)容體的成熟是由內(nèi)化的囊泡和反式高爾基體產(chǎn)生的貨物被分揀到內(nèi)切體途徑的結(jié)果。本研究數(shù)據(jù)顯示，沉默GABARAPL1導(dǎo)致早期內(nèi)小體增大和RAB7活性降低，提示內(nèi)小體途徑功能受損，可能是由于內(nèi)小體中分揀的貨物減少所致。同樣，GABARAPL1缺陷細(xì)胞可能通過(guò)抑制內(nèi)體成熟，將較少的蛋白質(zhì)貨物分揀到相同數(shù)量的分泌型EV中。

不同的細(xì)胞系在分泌EVS的水平上有顯著的差異。GABARAPL1基因缺陷的HT29細(xì)胞分泌的EVS顯著減少。相反，沉默U87細(xì)胞中的GABARAPL1僅導(dǎo)致EV成分的改變。更具體地說(shuō)，在分泌型EV中，EV標(biāo)志物CD9和CD81降低，而CD63表達(dá)顯著穩(wěn)定。有趣的是，U87細(xì)胞似乎具有GABARAPL1陰性，但CD63陽(yáng)性的胞漿結(jié)構(gòu)。這表明，與HT29相比，U87具有獨(dú)立于GABARAPL1的額外的排序和分泌機(jī)制。

此外，如前所述，GABARAPL1也是缺氧誘導(dǎo)的EGFR和其他缺氧相關(guān)因子的膜表達(dá)所必需的。為了測(cè)試這一點(diǎn)，GABARAPL1基因敲除腫瘤及其直接環(huán)境應(yīng)該成為GABARAPL1+EVS的靶點(diǎn)。在體內(nèi)直接注射分離的GABARAPL1+EVS有幾個(gè)缺點(diǎn)，如EV用量、生物分布和生物利用度。此外，EV分離可能會(huì)改變其在體內(nèi)的行為。

MCherry-EGFP-LC3B表達(dá)細(xì)胞的共聚焦顯微鏡觀察

圖片來(lái)源: https://doi.org/10.1002/jev2.12166

在這份報(bào)告中，作者描述了一個(gè)獨(dú)特的EV亞集的發(fā)現(xiàn)，它由低氧細(xì)胞特異性分泌，并依賴于低氧誘導(dǎo)的GABARAPL1表達(dá)。重要的是，本研究觀察到GABARAPL1在分泌后表達(dá)于這些EV的表面。通過(guò)使用GABARAPL1的封閉抗體來(lái)利用這一治療切入點(diǎn)，這導(dǎo)致了體外EV功能的抑制。

此外，研究還發(fā)現(xiàn)，在腫瘤異種移植中沉默GABARAPL1后，腫瘤生長(zhǎng)和再生長(zhǎng)在照射后延遲，這是由于血管化減少和腫瘤壞死增加所致。總之，本研究顯示了GABARAPL1通過(guò)低氧細(xì)胞分泌EVS在腫瘤進(jìn)展中的獨(dú)特作用。（世聯(lián)博研(Bioexcellence) 世聯(lián)博研Bioexcellence）

小編推薦會(huì)議  2022（第六屆）細(xì)胞外囊泡前沿與轉(zhuǎn)化大會(huì)

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