SCI论文解读(9):ANGPTL1与integrin α1β1相互作用下调JAK2/STAT3信号通路从而抑制肝癌血管生成与转移

发布单位: 广东省医学会医学科研实验室建设与管理学分会  /  阅读:151 次  /  2021/5/6 8:18:17

严倩,博士毕业于香港大学李嘉诚医学院,主要从事消化道肿瘤相关研究。博士和博后期间以第一/共同第一作者发表一区SCI论文4篇,包括Cancer Research, Hepatology, PNAS oncogene等杂志。主持国家自然科学基金青年项目1项。目前任广东省人民医院医学研究部助理研究员,主要研究方向为:1)利用多组学探索肿瘤干细胞在肿瘤进展中的新机制;2)利用类器官技术构建疾病进展模型;3)肿瘤干细胞与免疫微环境间的交互作用。

 

 

1.  引言

肝细胞癌(HCC)是最常见的肿瘤之一。肿瘤相关研究显示启动子DNA甲基化可能导致抑癌基因沉默,与肿瘤发生、发展密切相关。在最近一项研究中,研究者收集了71例原发性HCC8例正常组织进行全基因组甲基化测序(共27578CpG位点)。测序结果发现共有678个基因在肿瘤组织中呈现高度甲基化。另一方面,本课题组建立了3对肝癌及其癌旁组织的转录组测序数据库,通过与这678个基因取交集,总共得到了20个高甲基化并在肝癌组织中低表达的基因。在这篇文章中我们重点关注其中的血管生成素样蛋白1ANGPTL1)并对其进行了功能和机制研究。

血管生成素样蛋白家族共包含8名成员——ANGPTL1-ANGPTL8,其在结构上类似于血管生成素,可有效调节肿瘤血管生成过程。有些成员还显示出调控炎症,脂质代谢,造血干细胞以及肿瘤侵袭的作用。先前的研究提示ANGPTL1可能在肿瘤的生长和转移中起到抑制作用,然而,对于其在肝癌中的作用机制知之甚少。

在本研究中,我们探索ANGPTL1在肝癌中的表达情况及与临床相关指标之间的关联。采用体外和体内功能实验分析ANGPTL1对细胞生长、凋亡、细胞迁移和血管生成的影响。机制研究表明ANGPTL1与整合素α1β1相互作用,抑制下游信号通路从而促进细胞凋亡,阻止癌细胞侵袭和血管生成。

2.  结果展示

  (1ANGPTL1HCC中下调并与患者预后相关:利用qRT-PCR和免疫组化分析ANGPTL1蛋白在122对肝癌和癌旁组织中的表达,发现其在HCC中显著下调并与患者预后显著相关。同时我们利用PCR-重亚硫酸盐基因组测序(PCR-BGS)以及甲基化特异性PCRMSPmethylation-specific PCR)来研究ANGPTL1启动子区DNA甲基化差异。结果发现与癌旁比较,ANGPTL1启动子区DNA甲基化程度在肿瘤组织中明显上调,同时对应着表达水平的降低。

   (2) ANGPTL1显示出较强的抑癌作用:为研究ANGPTL1的功能,我们采用慢病毒感染的方式在HCC细胞系中过表达ANGPTL1,并做了一系列体外功能实验(细胞克隆形成实验、软琼脂糖3D克隆形成)以及体内裸鼠成瘤实验,来观察ANGPTL1的抑癌作用。

   3)沉默ANGPTL1可逆转其肿瘤抑制功能:我们采用两条不同的shRNA来沉默ANGPTL1HCC细胞中的表达,并在体内和体外研究其功能。结果发现沉默ANGPTL1可逆转其肿瘤抑制功能,肿瘤增殖指标Ki67显著上调。

  4ANGPTL1的表达使肝癌细胞对化疗药更加敏感:我们采用细胞活力检测以及细胞凋亡实验来验证ANGPLT1在顺铂诱导的HCC凋亡中的作用,结果表明ANGPTL1的表达促进了顺铂诱导的肝癌细胞凋亡,而沉默其表达则使得肝癌细胞更加耐药。

  5ANGPTL1抑制肿瘤的迁移、侵袭和转移:我们利用体外transwellinvasion实验和体内小鼠脾内注射模型来研究ANGPTL1在肝癌细胞转移中的作用。结果发现ANGPTL1可显著抑制肿瘤的迁移、侵袭能力;Western Blot结果显示与肿瘤转移相关的EMT标记物如E-cadherin, Vimentin, Fibronectin以及转录因子SnailSlug均受到ANGPTL1的影响。

   6ANGPTL1抑制肿瘤血管形成:我们将重组蛋白rANGPTL1加入至血管内皮细胞HUVEC中,观察其对血管生成的影响。同时在小鼠移植瘤中做免疫组化染色,检测血管生成相关蛋白VEGFHIF1α的表达。我们发现重组蛋白rANGPTL1能显著抑制血管生成,并降低VEGFHIF1α的表达。

  7ANGPTL1integrin α1β1互作并抑制下游JAK2/STAT3信号通路:先前研究表明ANGPTL蛋白家族可能与整合素受体结合,于是我们用免疫共沉淀及免疫荧光实验确定与ANGPTL1结合的整合素蛋白为integrin α1β1。为检测下游信号通路,我们将重组蛋白rANGPTL1加入至HCC细胞中,Western Blot实验发现STAT3, ERKAKT信号通路均受到抑制。进一步研究发现,ANGPTL1通过影响integrin α1β1下游的激酶FAKSrc磷酸化来介导肿瘤进展。

3.研究思路

4.  总结

  该文章探究了ANGPTL1作为抑癌基因在HCC中的表达情况及其临床意义。我们发现ANGPTL1的表达在肝癌组织中显著下调,且与患者的不良预后紧密相关。我们通过一系列实验,阐明了ANGPTL1通过与integrin α1β1互作,干扰下游FAK/Src的磷酸化,从而抑制JAK2/STAT3信号通路,进而影响了肿瘤转移和血管生成过程。该研究提示,ANGPTL1可作为HCC患者的预后生物标记物。同时作为一种分泌性肿瘤抑制因子,ANGPTL1具备开发为肝癌治疗新策略的潜力。

 

原文链接:https://cancerres.aacrjournals.org/content/77/21/5831.long Cancer Research, IF=9.73

特别鸣谢:

本文转自:GD省医公共实验室公众号:

欢迎投稿:MLCMGD@163.com