南方医科大学:大黄蟅虫丸(DZP)通过调控外泌体CCL2介导的转移前微环境抑制结直肠癌的肝转移

2019-11-21

肿瘤产生的外泌体携带蛋白水解酶和趋化因子,在引起肿瘤转移、营造适合肿瘤转移的条件以及帮助肿瘤逃避免疫系统监视等方面都发挥有重要的作用。。来自南方医科大学中医药学院孙学刚课题组的研究人员在Journal of Ethnopharmacology上发表文章,阐明了DZP通过抑制趋化因子配体CCL2介导的肿瘤细胞转移前的微环境抑制结直肠癌的肝转移。

 

大黄蛰虫丸,又名大黄蟅虫丸或大黄(庶虫)虫丸。系汉代著名医张仲景所著《金匮要略》之名方,被历版药典所载。本方剂的主药组成中的草木药:熟大黄、桃仁、干漆等,可活血祛瘀,攻热下血,以通血闭;虫类药:蛰虫、虻虫、水蛭、蛴螬等破血逐瘀,化瘀去积,散症通经,以化瘀血。虫类药与草本药的双重作用,发挥祛瘀活血。通经络营卫的协同功效。

 

结直肠癌是全世界第三大常见的癌症,50%的患者均伴有转移,大约20% 的患者伴随肝转移,另有25 - 30%的患者会在未来2-3年出现肝转移。因此,有必要研究结直肠癌发生发展的分子机制及有效的抑制手段。

 

外泌体是细胞分泌到细胞外空间的小囊泡,是细胞间重要的物质载体和信息交换介质。结直肠癌通过诱导一系列生长因子、趋化因子等,易在肝脏中形成一个肿瘤细胞转移前微环境。该微环境是细胞靶向转移和肿瘤细胞生长的适宜“土壤”。原发肿瘤与转移前微环境之间的细胞通讯对转移进展至关重要。肿瘤产生的外泌体是携带蛋白水解酶和趋化因子转移到远处位点并将其释放到基质中的主要转运体。这些肿瘤来源的胞外囊泡可能通过分泌肿瘤来源的分泌因子来引导转移。粘附分子和细胞外基质成分的改变是转移前微环境形成以及随后的代谢重组和基质重组的重要因素。

 

肿瘤纤维化是一种慢性炎症反应,以胶原沉积、血管生成和肌成纤维细胞的激活为特征。微环境是通过聚集和培养骨髓细胞和非恶性宿主间质细胞(如中性粒细胞、巨噬细胞、成纤维细胞的激活)。ECM(细胞外基质)沉积和翻译后修饰增加了纤维化后环境的硬度。纤维化的微环境会产生免疫抑制环境,帮助肿瘤细胞实现免疫逃逸,并且有助于肿瘤细胞的定向转移。

 

DZP是我国著名的中医典籍《金匮要略》中的经典中药。DZP具有活血化瘀、滋阴补血的作用。广泛应用于肾病、心血管疾病和一些妇科疾病。DZP主要用于治疗肝脏疾病。它通过降低肝胶原蛋白水平从而减轻肝的纤维化,从而减少ECM产物及生长因子β1 (TGF-β1)的转化生成。它抑制肝癌细胞的生长,抑制由生长因子刺激产生的血管平滑肌细胞的增殖。之前的研究表明,DZP通过使白介素-13表达下调和p38的磷酸化以及细胞外信号调节激酶来抑制肝部纤维化。我们推测DZP可能通过改善转移前微环境来抑制肝癌细胞转移。利用非标记比较蛋白组学方法来筛选DZP的潜在靶点。

 

材料与方法

在C57BL/6J小鼠脾动脉注射MC38-EGFP细胞,通过稳定表达增强的绿色荧光蛋白(EGFP)观察肝转移情况。MC38-EGFP来源的外泌体采用非标记比较蛋白质组学分析;定量PCR检测mRNA表达;免疫组化、免疫荧光、Western blot检测蛋白表达;用Masson染色法测定胶原沉积;所有数据均采用SPSS软件进行统计分析。

 

结果

DZP可显著降低肝转移模型的转移瘤数目和荧光强度。它降低了成熟TGF-β1和减少纤粘连蛋白的表达内容和胶原沉积。外泌体蛋白组学研究表明,DZP可抑制上调的趋化因子配体2 (CCL2)。重要的是,DZP显著降低了肝脏中CCL2及其受体CCR2的表达。外泌体CCL2激活了巨噬细胞的招募,并将M1/M2范式转变为M2表型。DZP降低了小鼠肝脏巨噬细胞的浸润,减弱了M2极化。减少了F4/80阳性区域,具体降低了CCR2+阳性巨噬细胞的比例。抗纤维化和抑制CCR2抑制结直肠癌的生长和转移。

 

结论

DZP通过抑制外泌体CCL2介导的M2和改善纤维化微环境来抑制结直肠癌肝转移。

 

文章亮点:

本文利用蛋白质组学的方法发现DZP(大黄蟅虫丸)可降低血清外泌体中CCL2的表达量。