11月4日，中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)院李單青與中山大學(xué)陳長昊共同在《Signal Transduction and Targeted Therapy》上發(fā)表題為“SUMOylation-triggered ALIX activation modulates extracellular vesicles circTLCD4-RWDD3 to promote lymphatic metastasis of non-small cell lung cancer”的研究論文，我們的研究結(jié)果揭示了 SUM 化 hnRNPA2B1 誘導(dǎo)的 EV-packaged 的circTLCD4-RWDD3 促進 NSCLC LN 轉(zhuǎn)移的精確機制，表明EV-packaged 的 circTLCD4-RWDD3 可能是針對 LN 轉(zhuǎn)移性 NSCLC 的潛在治療靶點。
研究背景
肺癌是全球癌癥相關(guān)死亡的主要原因，也是全球第二大常見的惡性腫瘤。大約 85% 的肺癌是非小細胞肺癌（NSCLC）。淋巴結(jié)（LN）轉(zhuǎn)移是 NSCLC 的主要轉(zhuǎn)移途徑，是患者預(yù)后的重要指標，誘導(dǎo)患者的 5 年生存率從 75% 惡化到 20%。此外，盡管 LN 轉(zhuǎn)移在 NSCLC 中的關(guān)鍵作用已經(jīng)得到充分證實，但對相關(guān)調(diào)控機制的有限理解極大地阻礙了針對 LN 轉(zhuǎn)移性 NSCLC 的有效靶向治療的發(fā)展。
淋巴管生成是指淋巴管從預(yù)先存在的淋巴網(wǎng)絡(luò)中萌發(fā)，這是轉(zhuǎn)移潛力的標志，通過促進腫瘤細胞擴散到淋巴系統(tǒng)，作為腫瘤 LN 轉(zhuǎn)移的中心和限速過程發(fā)生。先前的研究表明，腫瘤組織中不受控制的淋巴管生成是 NSCLC LN 轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵預(yù)測因子。腫瘤細胞與淋巴管之間的相互作用通過多種信號分子的相互傳遞是刺激腫瘤淋巴管生成的常見方式，其中細胞外囊泡（EVs）是內(nèi)源性納米級膜顆粒，可運輸分子貨物以介導(dǎo)細胞間通訊并促進腫瘤淋巴管生成。靶向腫瘤細胞來源的EVs阻斷腫瘤細胞與淋巴內(nèi)皮細胞之間的生物貨物傳遞，在抑制腫瘤淋巴管生成和LN轉(zhuǎn)移方面表現(xiàn)出很大的作用。然而，NSCLC來源的EVs在NSCLC淋巴管生成和LN轉(zhuǎn)移中的確切生物學(xué)作用和潛在機制仍然很大程度上是未知的，需要進一步闡明。
研究進展
鑒于淋巴管生成在介導(dǎo)腫瘤LN轉(zhuǎn)移中的關(guān)鍵作用，我們在體外研究了EV-packaged的circTLCD4-RWDD3對NSCLC淋巴管生成的影響。與其他NSCLC細胞系或BEAS-2B正常肺上皮細胞的EV相比，先前被證明具有高LN轉(zhuǎn)移傾向的A549和H1299細胞的EV在更大程度上促進了HLEC的遷移和管形成。這一觀察結(jié)果與A549和H1299細胞囊泡中較高水平的circTLCD4-RWDD3一致。此外，與對照組相比，來自circTLCD4-RWDD3敲低的A549和H1299細胞的EV顯著損害了HLECs的遷移和管形成，而來自circTLCD4-RWDD3上調(diào)的A549和H1299細胞的EVs顯著增強了HLEC的遷移和管形成（圖2a）。此外，我們通過轉(zhuǎn)染靶向 TLCD4-RWDD3 外顯子 2 上游內(nèi)含子上游 Alu 序列邊界的配對 gRNA，成功建立了 circTLCD4-RWDD3-敲除 （circTLCD4-RWDD3KO） NSCLC 細胞系，從而刪除了關(guān)鍵的 Alu 元件，并證明與對照組相比，來自 circTLCD4-RWDD3KO A549 和 H1299 細胞的 EV 顯著抑制了 HLEC 的管形成和遷移。綜上所述，這些結(jié)果表明，NSCLC細胞分泌的EV-packaged的circTLCD4-RWDD3促進HLEC的管形成和遷移，從而在體外誘導(dǎo)NSCLC的淋巴管生成。
EV-packaged 的 circTLCD4-RWDD3 體外促進 NSCLC 淋巴管生成
研究結(jié)果
在這項研究中，我們采用高通量測序鑒定了一種新型環(huán)狀RNA（circRNA），circTLCD4-RWDD3，它在LN轉(zhuǎn)移性NSCLC的細胞外囊泡（EVs）中顯著上調(diào)，并且與來自多中心臨床隊列的NSCLC患者的OS和DFS惡化呈正相關(guān)。下調(diào)EV-packaged的 circTLCD4-RWDD3 的表達在體外和體內(nèi)均抑制 NSCLC 的淋巴管生成和 LN 轉(zhuǎn)移。從機制上看，circTLCD4-RWDD3 與 hnRNPA2B1 發(fā)生物理相互作用，并通過上調(diào) UBC9 介導(dǎo) hnRNPA2B1 K108 殘基的 SUMO2 修飾。隨后，circTLCD4-RWDD3誘導(dǎo)的SUMO化hnRNPA2B1被ALIX的SUMO相互作用基序（SIM）識別并激活A(yù)LIX募集ESCRT-III，從而促進circTLCD4-RWDD3分選為NSCLC細胞衍生的EV。此外，EV-packaged的circTLCD4-RWDD3被淋巴內(nèi)皮細胞內(nèi)化，激活PROX1的轉(zhuǎn)錄，導(dǎo)致NSCLC的淋巴管生成和LN轉(zhuǎn)移。重要的是，通過 ALIX 或 hnRNPA2B1 的 K108 殘基中的突變 SIM 阻斷 EV 介導(dǎo)的 circTLCD4-RWDD3 的傳遞，抑制了 NSCLC 體內(nèi)淋巴管生成和 LN 轉(zhuǎn)移。
EV-packaged的circTLCD4-RWDD3促進NSCLCLN轉(zhuǎn)移的潛在機制示意圖
綜上所述，我們的研究闡明了一種新的機制，即 SUMO化 hnRNPA2B1 通過與 ALIX 中的 SIM 基序相互作用促進 ALIX 激活，促進 EV-packaged的 circTLCD4-RWDD3，導(dǎo)致 NSCLC 的淋巴管生成和 LN 轉(zhuǎn)移。系統(tǒng)闡明 SUMO 化依賴性 EV-packaged的 circTLCD4-RWDD3 促進 NSCLC LN 轉(zhuǎn)移的機制，提示 EV-packaged的 circTLCD4-RWDD3 是 LN 轉(zhuǎn)移性 NSCLC 的有效治療靶點。
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