衰老肝脏竟是泛癌转移的 “幕后推手”?
浏览次数:15 分享:

肝脏衰老,竟会助推癌症全身转移?

               

近日,Nature Aging(IF:19.4)发表了一项研究 成果Extracellular vesicles derived from senescent hepatocytes drive pan-cancer metastasis in aging,刷新了人们对衰老与肿瘤转移的认知。研究不仅揭示了衰老促进癌症转移的全新机制,更为我们理解衰老与肿瘤的关系提供了崭新的视角。研究通过严谨的实验设计与多维度验证,发现衰老的肝脏竟然是驱动全身多种癌症转移的幕后推手,并详细阐述了其中的分子机制。

                        

                         

一、引言

                   

恶性肿瘤转移是癌症患者死亡的首要原因,临床流行病学数据显示,年龄增长与肿瘤恶性程度、远处转移风险及患者死亡率呈显著正相关,老年群体肿瘤转移发生率远高于年轻群体。传统研究多聚焦肿瘤局部微环境、基因突变累积及免疫衰退,忽略机体衰老状态与远端器官的系统性调控作用。细胞衰老伴随特征性分泌表型,其中细胞外囊泡(EVs)作为细胞间远程通讯核心载体,可携带miRNA等活性物质重塑靶细胞功能。肝脏作为机体代谢中枢与衰老信号枢纽,其病理状态可影响肿瘤进展,但衰老肝脏是否通过循环EVs远程驱动泛癌转移仍属未知。 本研究旨在解析衰老促进肿瘤转移的系统性机制,明确衰老肝脏来源EVs的关键作用,鉴定其功能性miRNA载荷与下游信号通路,并探索靶向干预策略,为老年肿瘤精准抗转移治疗提供理论依据与实验基础。  

                        

二、材料与方法  

                    

(一)临床样本与动物模型

                 

收集不同年龄段肿瘤患者临床队列数据,分析年龄与肿瘤转移的相关性;构建年轻(8–10周)与年老(18–22月)C57BL/6小鼠肿瘤移植模型,包括乳腺癌、肺癌、结直肠癌等多种肿瘤类型,评估衰老对肿瘤远处转移的影响。

                    

(二)细胞外囊泡分离与鉴定

                           

超速离心法分离年轻与年老小鼠及人血清EVs,透射电镜观察形态,纳米颗粒跟踪分析粒径分布,Western blot检测CD63、TSG101等标志物。分离小鼠心、肝、脾、肺、肾等器官来源EVs,比较促转移活性差异。

                       

(三)细胞功能实验

                        

将肿瘤细胞与不同年龄来源EVs共培养,采用划痕愈合实验、Transwell侵袭实验检测细胞迁移与侵袭能力;免疫荧光、qRT-PCR及Western blot检测EMT标志物(E-钙粘蛋白、N-钙粘蛋白、波形蛋白)表达。

                          

(四)miRNA筛选与验证

            

对年轻与年老EVs进行small RNA高通量测序,生物信息学分析筛选差异表达miRNA;双荧光素酶报告基因实验验证miRNA与PTEN、LATS2的靶向结合;在肿瘤细胞中过表达或敲降miR-25、miR-92a、miR-30c、miR-30d,检测转移表型变化。

                

(五)分子机制研究

                

Western blot检测PTEN、LATS2及下游PI3K-AKT、Hippo-YAP通路关键蛋白表达;免疫荧光观察YAP核转位;在小鼠体内特异性敲低肝细胞P2RX7,检测循环EVs含量及肿瘤转移情况。  

                         

(六)干预实验

                    

老年肿瘤小鼠随机分组,分别给予达沙替尼+槲皮素(D+Q)、P2RX7特异性抑制剂、miRNA拮抗剂干预,观察肿瘤转移结节数量及EMT水平变化。

                  

(七)统计学分析

                          

数据以均值±标准差表示,两组间比较采用t检验,多组间比较采用单因素方差分析,P<0.05为差异具有统计学意义。

                     

三、结果  

               

(一)衰老显著促进人与小鼠肿瘤转移

                   

临床队列分析显示,高龄患者肿瘤转移发生率显著高于年轻患者;相同肿瘤负荷下,年老小鼠肿瘤远处播散能力更强,内脏转移病灶数量显著增多,证实机体衰老为肿瘤转移提供全身性有利条件。

                    

图1 衰老促进人和小鼠模型中的肿瘤转移

                               

(二)衰老循环EVs诱导肿瘤细胞侵袭表型

                 

年老个体血清EVs处理的肿瘤细胞,迁移与侵袭能力显著强于年轻EVs处理组,表明衰老EVs是赋予肿瘤细胞侵袭特性的关键介质。

               

图2 衰老的循环EVs在肿瘤细胞中诱导侵袭性特征

                             

(三)衰老EVs驱动EMT进程增强肿瘤转移能力

                  

年老EVs可下调肿瘤细胞上皮标志物、上调间质标志物,激活EMT程序;小鼠尾静脉注射模型中,年老EVs预处理组肺部转移结节数量显著高于对照组。

                      

图3 老年人与老龄小鼠来源的EVs促进EMT并赋予细胞转移特性

                       

(四)关键miRNA簇介导衰老EVs促转移效应

                   

高通量测序与验证鉴定出miR-25、miR-92a、miR-30c、miR-30d为衰老EVs核心促癌miRNA;临床样本证实,上述miRNA在老年患者肿瘤组织中显著高表达,可独立并协同增强肿瘤细胞转移潜能。

            

图4 血清EVs中与年龄相关的miRNA失调促进肿瘤转移

                             

(五)miRNA通过靶向PTEN/LATS2激活EMT信号轴

                     

双荧光素酶实验证实PTEN与LATS2为4种miRNA共同靶基因;衰老EVs通过抑制PTEN/LATS2,过度激活PI3K-AKT通路并促进YAP入核,全面启动EMT转录程序;恢复PTEN或LATS2表达可逆转促转移表型。

              

图5 miR-25,miR-92a,miR-30c和miR-30d在老年患者的肿瘤组织中上调并促进肿瘤转移

                         

(六)衰老肝脏是促转移EVs的主要来源

                    

多器官EVs对比显示,衰老肝脏来源EVs促转移活性最强;衰老肝细胞高表达P2RX7,驱动EVs大量生成;特异性敲低肝细胞P2RX7可显著减少致瘤EVs释放并抑制肿瘤转移。

         

图6 miR-25、miR-92a、miR-30c和miR-30d通过靶向PTEN和LATS2调节EMT活性促进肿瘤转移

                                    

 (七)靶向干预有效阻断衰老相关肿瘤转移

                          

D+Q清除衰老肝细胞、P2RX7抑制剂或miRNA拮抗剂均能显著降低老年小鼠肿瘤转移负荷,抑制EMT进程,验证本机制的临床转化潜力。

                    

图7 来自衰老肝脏的EVs促进肿瘤转移

                                          

图8 消除衰老的肝细胞或靶向miRNA抑制肿瘤转移

                           

四、讨论

                    

本研究首次系统阐明衰老肝脏—循环EVs—肿瘤EMT的跨器官调控轴,揭示衰老驱动泛癌转移的全新机制。传统观点将衰老促癌归因于肿瘤细胞自主改变,本研究突破局限,证实肝脏作为衰老信号放大器,通过P2RX7依赖性EVs释放,将衰老信号传递至全身肿瘤,协同激活EMT程序。 研究鉴定的miR-25/92a/30c/30d簇通过共靶向PTEN与LATS2,实现对PI3K-AKT与Hippo-YAP双通路的交叉调控,为理解衰老相关肿瘤恶化提供分子基础。P2RX7作为肝脏EVs生成的关键开关,兼具诊断标志物与治疗靶点价值。干预策略方面,清除衰老细胞、抑制P2RX7或拮抗关键miRNA均展现良好抗转移效果,为老年肿瘤精准治疗开辟新方向。 本研究存在一定局限性:临床样本队列需扩大以验证miRNA标志物效能;P2RX7抑制剂的安全性与靶向递送系统需进一步优化;长期干预对机体代谢与免疫的影响有待深入研究。

                               

五、结论

                     

衰老肝细胞通过P2RX7高表达大量释放含miR-25、miR-92a、miR-30c、miR-30d的EVs,经循环系统远程抑制肿瘤细胞PTEN/LATS2,激活EMT程序,驱动泛癌转移。靶向衰老肝脏来源EVs及其关键分子可有效阻断肿瘤转移,为老年肿瘤抗转移治疗提供全新策略与转化方向。  

                             


 

乐备实(上海优宁维生物科技股份有限公司旗下全资子公司),是国内专注于提供高质量蛋白检测以及组学分析服务的实验服务专家,自2018年成立以来,乐备实不断寻求突破,公司的服务技术平台已扩展到单细胞测序、空间多组学、流式检测、超敏电化学发光、Luminex多因子检测、抗体芯片、PCR Array、ELISA、Elispot、PLA蛋白互作、多色免疫组化、DSP空间多组学等30多个,建立起了一套涵盖基因、蛋白、细胞以及组织水平实验的完整检测体系。

 
我们可提供从样本运输、储存管理、样本制备、样本检测到检测数据分析的全流程服务。凭借严格的实验室管理流程、标准化实验室操作、原始数据储存体系以及实验项目管理系统,已经为超过3000家客户单位提供服务,年检测样本超过100万,受到了广大客户的信任与支持。

声明:本篇文章在创作中部分采用了人工智能辅助。如有任何内容涉及版权或知识产权问题,敬请告知,我们承诺将在第一时间核实并撤下。

详见LabEx网站( www.u-labex.com)或来电咨询!
基因水平:PCR Array、RT-PCR、PCR、单细胞测序
蛋白水平:MSD、Luminex、CBA、Elispot、Antibody Array、ELISA、Sengenics
细胞水平:细胞染色、细胞分选、细胞培养、细胞功能
组织水平:空间多组学、多重荧光免疫组化、免疫组化、免疫荧光
数据分析:流式数据分析、组化数据分析、多因子数据分析
联系电话:4001619919
联系邮箱:labex-mkt@u-labex.com
公众平台:蛋白检测服务专家