“中药靶点+外泌体+巨噬细胞”——上中医这篇27分的文章一文关联三大研究热点！

分类：科学前沿发布时间：2024-12-19 14:40:44

上海中医药大学曙光医院季青领衔的多个研究团队研究发现，基于circ-0034880的药物筛选发现了中药来源的人参皂苷Rb1显著抑制其表达。重要地，药物靶点研究发现了人参皂苷Rb1通过结合并抑制环状RNA生成中的一个关键蛋白QKI发挥作用（达吉特提供该文DARTS/SPR服务）。

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结直肠癌(Colorectal Cancer, CRC)是一种常见的恶性肿瘤，在世界范围内发病率排名第三，死亡率排名第二。手术、放疗、化疗、分子靶向治疗、免疫治疗等治疗方式显著提高了结直肠癌患者的生存率。然而，约19.4-20.1%的结直肠癌患者术后仍出现肿瘤复发和远端器官转移。因此，术后复发和转移已成为结直肠癌患者死亡的主要原因，肝转移是结直肠癌患者长期生存的重要障碍。因此，迫切需要深入研究肝转移的病理和分子机制，克服现有的术后治疗障碍，探索更有效的治疗策略，以提高结直肠癌术后患者的生存率。

近日，由上海中医药大学曙光医院季青领衔的多个研究团队在《Molecular Cancer》（IF = 26.9）上发表了题为“Targeting circ-0034880-enriched tumor extracellular vesicles to impede SPP1^high CD206⁺ pro-tumor macrophages mediated pre-metastatic niche formation in colorectal cancer liver metastasis”的文章。研究发现了携带circ-0034880的外泌体可以促进结直肠癌的肝转移，具体机制而言主要是外泌体可以被巨噬细胞摄取，随后circ-0034880在巨噬细胞中通过其关键miRNA靶向调控巨噬细胞的活化指标SPP1，促进表型转化，促进SPP1高表达的巨噬细胞亚群的增多，从而重塑肝脏转移前微环境，有利于癌症的肝转移。最后基于circ-0034880的药物筛选发现了中药来源的人参皂苷Rb1显著抑制其表达。重要地，药物靶点研究发现了人参皂苷Rb1通过结合并抑制环状RNA生成中的一个关键蛋白QKI发挥作用（达吉特提供该文DARTS/SPR服务）。

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01 外泌体circ-0034880促进结直肠癌肝转移

基于外泌体在肿瘤转移中的重要作用，研究人员聚焦在外泌体在结直肠癌肝转移中作用机制研究。首先研究人员联合数据库分析，通过临床血浆外泌体样本验证发现了一个环状RNA circ-0034880在结直肠癌肝转移患者中具有更高的表达水平（图1A），表明该环状RNA与结直肠癌的肝转移密切相关。在小鼠结肠癌细胞MC38与小鼠正常肠上皮细胞MODEK的比较中，同样发现了circ-0034880的升高（图1B）。体内示踪实验发现了肿瘤细胞MC38来源的外泌体在肝中高度积累（图1C）。体内注射肿瘤细胞MC38来源的外泌体可以促进肝转移，而缺失circ-0034880的外泌体却丧失其促肝转移的作用（图1D,E）。说明了外泌体依赖于其携带的circ-0034880发挥作用。

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图1 富含circ-0034880的外泌体与结直肠癌肝转移相关

02 外泌体激活转移前肝脏微环境中肿瘤相关巨噬细胞

为了探究富含circ-0034880的外泌体对转移前肝脏微环境的影响，研究人员对小鼠持续进行外泌体注射和肿瘤细胞注射，建立了一个肝转移小鼠模型（图2A）。研究者发现了外泌体处理促进CD11B+和CD206+巨噬细胞在转移前肝脏中的显著浸润（图2B），而先前的研究表明这些巨噬细胞具有促瘤作用。进一步研究利用示踪实验发现外泌体可以携带circ-0034880被巨噬细胞所吸收（图2C）。携带circ-0034880的外泌体可以活化巨噬细胞，促进CD206的表达，并且处理携带circ-0034880的外泌体的巨噬细胞上清会显著促进肿瘤细胞的迁移（图2D）。

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图2 外泌体在肝转移前微环境中激活巨噬细胞

03 外泌体circ-0034880通过调控SPP1来促进巨噬细胞的表型转化

为了探究携带circ-0034880的外泌体对巨噬细胞的激活作用机制，研究人员对外泌体处理的巨噬细胞进行了转录组数据分析。进一步通过体外基因和蛋白检测和体内IF实验验证了巨噬细胞中SPP1是其调控的靶点(图3A-C)。为了分析circ-0034880如何调控SPP1，研究者分析了circ-0034880靶向的miRNA和SPP1结合的miRNA，发现了有2个miRNA重叠：miR-200a-3p和miR-141-3p (图3D)。结合实验证明了这两个miRNA可以结合circ-0034880和SPP1(图3E,F)。这些数据说明了circ-0034880和SPP1竞争结合miRNA，使SPP1不被miRNA所抑制。SPP1是巨噬细胞活化的关键蛋白，因此携带circ-0034880的外泌体被巨噬细胞摄取后直接促进SPP1表达，促进SPP1-high巨噬细胞亚群的增加。

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图3 外泌体通过调控SPP1来促进转移前微环境中肿瘤巨噬细胞的激活

04 人参皂苷通过阻止外泌体介导的巨噬细胞激活来防止结直肠癌肝迁移

基于circ-0034880的重要作用，下调其表达可以作为抑制癌症肝转移的策略。于是研究者对103种天然药物进行了筛选，通过分析发现4种天然产物对该环状RNA的抑制作用最强（图4A），其中人参皂苷Rb1具有更强的抑制作用（图4B）。同样人参皂苷Rb1预处理的肿瘤细胞来源的外泌体，其作用于巨噬细胞后下游的SPP1的蛋白表达造成下调作用，后续对结直肠癌细胞迁移能力下降，效果类似于沉默该环化RNA（图4C）。

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图4 Rb1下调外泌体circ-0034880来防止其促结直肠癌迁移的作用

05 人参皂苷Rb1直接结合QKI蛋白抑制circ-0034880的生物发生

为了探究人参皂苷Rb1的作用靶点，研究者进行了DARTS实验筛选出151种差异表达蛋白（图5A）。其中一个蛋白QKI是环状RNA生物发生相关的蛋白（图5B）。研究者接下来采用CETSA分析来验证了QKI和Rb1的结合，证实了Rb1能够显著增加QKI的热稳定性（图5C）。进一步采用SPR分析验证了Rb1与QKI之间的很强的结合亲和力（图5D）。直接沉默QKI能够显著抑制该环状RNA的表达（图5E）。最后体内功能实验证明了Rb1预处理的肿瘤细胞来源的外泌体失去了促进癌症肝转移的作用（图5F）。

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