乳腺癌研究新进展——名为PDPN的帮凶


Massimiliano Mazzone研究团队Cell Metabolism》上发表的最新研究进展表明:表达Podoplanin(PDPN)的巨噬细胞能够促进乳腺癌的淋巴管生成和转移,为研究乳腺癌的发生发展提供了新的思路。

 

研究发现:PDPN参与肿瘤相关的巨噬细胞(TAMs)与淋巴管内皮细胞(LEC)的粘附。从机制上讲,PDPNLEC来源的galectin 8GAL8)的结合,促使Integrin b1被激活。当接近淋巴管时,表达PDPNTAM亚群(又名PoEMs),刺激局部基质重塑并促进血管生长和淋巴侵袭。小鼠模型表明去除PoEMs或抑制galectin 8的作用可抑制乳腺癌细胞的转移,又进一步证实了PoEMs与乳腺癌的临床相关性。

 

具体研究过程和结论如下:

PoEMs促进基质转换和转移:

研究人员以乳腺癌细胞系4T1作为载体,发现PDPN特异性的高表达于TAM。那么,PDPN+ TAMs(即PoEMs)以及PDPN- TAMs(即non-PoEMs)在肿瘤中的表达空间分布是否会有差异呢?通过组织学的检测,发现PoEMs更多的分布在靠近淋巴管或黏附在淋巴管的位置。Gene ontology富集分析发现PoEMs的高表达与细胞外基质重塑和重组密切相关,但与细胞因子和生长因子的相关性却不大。

 

 

 

PDPN促进肿瘤淋巴管生长和转移:

那么,PDPN高表达发挥了什么样的生物学功能呢?研究人员以WTWTPDPN KOWT小鼠对照,比较淋巴管总面积、管腔大小,发现PDPN KOWT小鼠相对于对照组显著降低,同时发现CK14+的乳腺癌细胞明显减少。切除淋巴结后植入4T1乳腺癌细胞,选用肺转移作为评估对象,比较淋巴扩散的速度,发现淋巴结切除的WTWT小鼠肺转移明显减少,而PDPN KOWT小鼠几乎没有出现肺转移。也就是说,PDPN促进了肿瘤的转移。

以上数据可以看出,PoEMs促进肿瘤淋巴管生成和淋巴转移,并有利于癌细胞进入淋巴循环。

 

 

 

 

GAL8是乳腺癌转移和进展的关键因素:

GAL8是一种由淋巴管大量表达的分泌性糖结合蛋白,参与调节细胞粘附和迁移,是公认的可作用于PDPN的一种物质。在4T1的肿瘤切片中观察到GAL8表达于肿瘤淋巴管和一些CD45+免疫细胞却并不表达于肿瘤血管。并比较GAL8PDPN WT PDPN KO骨髓来源巨噬细胞(BMDMs)的结合能力,发现PDPN缺失之后GAL8的结合能力明显受影响。当检测巨噬细胞的迁移能力的时候,又发现PDPN缺失之后,巨噬细胞的迁移能力会完全丧失,进一步检测发现PDPN的缺失也会影响BMDMs向淋巴内皮细胞(LECs)迁移。研究团队进一步验证GAL8TAMs的作用,以肿瘤淋巴管特异性GAL8条件性敲除小鼠作为研究对象,发现:

1. CD45+免疫细胞仍会表达GAL8

2. 肿瘤淋巴管的区域明显减少;

3. TAMs向淋巴管的迁移能力明显降低;

4. 肺转移明显减少。

除此之外,PoEMs的迁移和黏附也依赖于GAL8介导的Integrin b1的激活。

 

 

 

我们注意到,在Confocal实验中用到的抗小鼠GAL8抗体来自于云克隆公司。不得不说,云克隆公司除了ELISA试剂盒之外,抗体也逐渐被大家所认可。

 

 

 

PDPN参与肿瘤微环境基质重塑:

假设PDPN参与了某些基因上游的转录调控,随机选取前100个上调型转录子,发现其中4个基质金属蛋白酶(Mmp2Mmp9Mmp12Mmp13)和8个胶原蛋白(Col1a1, Col1a2, Col3a1, Col5a2, Col5a3, Col5a1, Col6a2 Col6a3)在PoEMs中明显上调。有趣的是,靠近肿瘤淋巴管的一群PoEMs大量表达Col1a1Col1a2,在4T1的组织学检测中,也发现PODN的敲除会减少胶原蛋白的表达。研究发现PDPN不仅仅只是单纯的促进TAMs向肿瘤淋巴管迁移,还会通过基质重塑大大促进肿瘤淋巴结的生长。

 

PoEMs与乳腺癌的临床相关性:

以上的研究为人乳腺癌的研究提供了有力的证据,将以上研究结论应用于乳腺癌患者,进一步的研究发现:

1. 人的PoEMs向分泌型GAL8迁移,而non-PoEMs却并不会;

2. PDPN+的单核巨噬细胞向LECs迁移的能力比PDPN-巨噬细胞更强,并且如果沉默表达GAL8的目的基因,该迁移能力将会丧失;

3. 乳腺癌患者有淋巴结和器官转移时,PoEMs的数量会明显增多;

4. 乳腺癌患者的GAL8表达于肿瘤淋巴管和一些浸润的免疫细胞,而不表达于肿瘤血管。

 

 

 

 

从目前来看,PoEMs可促进小鼠和人乳腺癌淋巴管生成和淋巴播散,而对于其他肿瘤是否有着类似的作用仍然有待研究,该研究为今后其他肿瘤研究提供了新思路。该研究也再次向我们展示了免疫细胞的特性与它们所处微环境的密切联系。

 

非常感谢研究人员对云克隆产品的信任,未来的道路仍然任重道远,但有大家的支持,我们相信我们会越做越好。