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这广州中医药大学博士生就发了15.5分的SCI!看完这巨噬细胞M2极化的文章,我觉得逻辑挺不错的……

实验万事屋  · 科研  · 6 天前

主要观点总结

本文介绍了一篇研究关于化合物如何通过抑制EV-Apo(凋亡细胞的细胞外囊泡)影响巨噬细胞M2极化,进而提升肿瘤细胞对化疗敏感性的文章。该研究由广州中医药大学第二附属医院王志宇教授团队发表在影响因子较高的J Extracell Vesicles杂志上。文章对研究内容进行了详细解析,并讨论了该研究的关键点及其影响。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景与目的

文章聚焦于凋亡肿瘤细胞产生的EV-Apo如何影响巨噬细胞M2极化,从而影响肿瘤细胞的化疗敏感性。这是国家自然科学基金面上项目的相关课题。

关键观点2: 研究方法与结果

研究采用了一系列实验方法,包括细胞培养、共培养、基因敲减和过表达、化合物与蛋白结合实验等,探讨了BHS(宝藿苷 I)如何通过影响EV-Apo来抑制巨噬细胞M2极化,提高肿瘤细胞对化疗的敏感性。

关键观点3: 研究亮点与意义

研究发现了BHS对EV-Apo的影响及其作用机制,揭示了EV-Apo在巨噬细胞极化中的关键作用。研究还通过体内实验验证了BHS在提升肿瘤细胞对化疗敏感性方面的效果。

关键观点4: 文章评价

文章研究设计宏大,各个方面完成得较为出色。虽然验证环节存在一些遗憾,但整体是个很好的研究故事。


正文

今天要聊的这篇文章,还真有点意思。它聚焦于一项关于化合物如何通过抑制 EV - Apo(凋亡细胞的细胞外囊泡),进而影响巨噬细胞 M2 极化,最终促进肿瘤细胞化疗敏感性的研究。这篇论文出自广州中医药大学第二附属医院王志宇教授团队,发表在影响因子 15.5 分的 J Extracell Vesicles. 上(虽说这篇文章挺不错,但也存在一些小遗憾,在验证环节,团队对化合物的作用机制进行了分析,还开展了蛋白的化合物结合位点突变实验,这样的验证其实就已经是相对大多数文献来说较为严谨的了,可惜没能得到预期中突变后的影响结果,不过总体来讲,文章的研究思路相当清晰,不清楚科研推理或者如何严谨验证的话,可以去看看《科研的推理和逻辑》和《信号通路是什么鬼?》系列 )。值得一提的是,这其实是他们国家自然科学基金面上项目的相关课题,大家要是感兴趣,不妨参考借鉴一下。
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咱们先来看这篇文章最后的示意图,这样能直观地对文章研究内容有个大致了解。首先,PTX(紫杉醇)会促使乳腺癌肿瘤细胞发生凋亡(细胞凋亡其实是一个比较常见的信号通路,通过线粒体的一系列变化,导致的细胞死亡,要是不太清楚细胞凋亡这一概念,推荐去看看《信号通路是什么鬼?》系列科普内容。细胞凋亡会让细胞产生大量小型细胞外囊泡,也就是后文提到的 EV - Apo),使得细胞生成大量包含 ILV(内腔内囊泡)的 MVB(多泡体),进而产生 EV - Apo。而 EV - Apo 里面富含 CXCL1,这种物质会推动巨噬细胞向 M2 极化,导致 PD - 1 表达量增加。研究团队采用了 BHS(宝藿苷 I),当 BHS 与 PTX 联合使用时,肿瘤细胞凋亡后产生的 EV - Apo 数量降低,巨噬细胞 M2 极化受到抑制,从而提升了肿瘤细胞对化疗的敏感性。
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研究伊始,团队提取了凋亡肿瘤细胞产生的 EV - Apo,并用其刺激巨噬细胞。在巨噬细胞与肿瘤细胞共培养的条件下,经 EV - Apo 处理的巨噬细胞会增强共培养的肿瘤细胞的耐药性,同时促进肿瘤细胞的侵袭能力(这一步实际上是对柯霍氏法则的验证,通过移除或者移入某个因子来分析其对表型的影响,在这里他们的目的在于明确 EV - Apo 刺激巨噬细胞所引发的表型后果。若对柯霍氏法则不太熟悉,可以查阅《轻松的文献导读》和《列文虎克读文献》来了解)。
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此前,团队研究发现 BHS 与 PTX 联用能够提高肿瘤细胞对 PTX 化疗的敏感性。于是,在 EV - Apo 刺激巨噬细胞与肿瘤细胞共培养的过程中(特别注意,这里的 BHS 是在产生 EV - Apo 的过程中添加的,之后将添加 BHS 后产生的 EV - Apo 与未使用药物的 EV - Apo 进行对比),加入 BHS。结果显示,经 BHS 处理的 EV - Apo 能够抑制与巨噬细胞共培养的乳腺癌细胞的迁移侵袭能力以及化疗耐药表型。这两个实验属于表型实验,它们明确了 EV - Apo 对巨噬细胞具有作用,激活后的巨噬细胞会导致肿瘤细胞耐药,而 BHS 可以通过影响 EV - Apo 打破这种细胞间的不良影响。
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那么,BHS 究竟会带来怎样的影响呢?鉴于共培养后肿瘤细胞迁移侵袭能力出现变化,团队分析了共培养的肿瘤细胞中 E - Cadherin、N - Cadherin 和 Vimentin 的表达情况(要是熟悉这些基因,应该知道它们与 EMT 通路相关,也就是对于上皮间质转化的过程相关的基因,EMT通路也是和细胞的侵袭转移有密切关系的;要是对 EMT 信号通路不太记得了,可以回看《信号通路是什么鬼?》系列进行复习)。结果表明,BHS 能够通过调节紫杉醇诱导的 EV - Apo 信号通路,使共培养的乳腺癌细胞对化疗更敏感。
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团队之前的研究表明,趋化因子 CXCL1 是 EV - Apo 中的生物活性分子,能够激活下游信号传导,促使 PD - L1 表达。于是,他们进一步分析了 BHS 对 EV - Apo 中 CXCL1 装载情况的影响。结果发现,经 BHS 处理后,PTX 诱导产生的 EV - Apo 中 CXCL1 含量减少。通过对肿瘤细胞进行 CXCL1 敲减和过表达实验(这同样是柯霍氏法则的验证过程,旨在明确 CXCL1 是导致巨噬细胞 M2 极化的关键因素,而 BHS 是抑制巨噬细胞极化的关键分子。若对柯霍氏法则不了解,可参考《轻松的文献导读》和《科研的推理和逻辑:从实验台到咖啡桌》),再用产生的 EV - Apo 刺激巨噬细胞,发现当 CXCL1 高表达时,巨噬细胞趋向于 M2 极化,同时会表达 PD - 1。
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由此可见,BHS 能够通过抑制 EV - Apo/CXCL1 介导的巨噬细胞 M2 极化,进而抑制共培养的乳腺癌细胞的侵袭能力以及对凋亡的抗性。
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既然已经证明了 CXCL1 在这一过程中的关键作用,那么 EV - Apo 是否也是关键环节呢?团队继续深入分析,通过敲除 Alix 来抑制 EV - Apo 的产生。结果发现,无论是敲减 Alix 还是过表达 Alix,都能通过 EV - Apo 刺激的巨噬细胞,对共培养的肿瘤细胞的化疗耐药性和侵袭能力产生影响。
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接下来的问题是,BHS 能否减少 EV - Apo 的分泌和生物合成呢?我们知道,EV - Apo 的产生主要依赖于 MVB 中的 ILV。研究发现,敲减 CXCL1 或者使用 BHS 都能抑制 MVB 中 ILV 的产生。BHS 降低了紫杉醇诱导的外泌体标志物的表达水平,而这种降低作用可以通过外源性添加 CXCL1 得到部分恢复。基于此,团队认为 BHS 可能通过抑制 CXCL1 来抑制 ILV 的生物合成,进而削弱 EV - Apo 的信号传导(不过,这样的推理并非十分严谨,因为BHS所产生的影响并不是直接的,所以这就肯存在肯定后件的逻辑谬误。若对肯定后件不太清楚,可以查阅《科研的推理和逻辑:从实验台到咖啡桌》和《信号通路是什么鬼?》系列。好在这一结果对后续研究 BHS 的作用机制影响不大)。
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那么,BHS 具体的作用机制是什么呢?团队通过化合物与蛋白结合实验,并借助质谱分析,找到了可能与 BHS 结合的蛋白 ——FLOT2。通过分子对接确定了二者的结合关系,同时明确了结合位点。由于 FLOT2 会与 RAB31 结合,影响 ILV 的产生,所以团队假设 BHS 会通过结合 FLOT2,影响 FLOT2 与 RAB31 的结合。在此处,团队利用 FLOT2 与 BHS 结合位点的突变进行验证,结果发现突变后二者结合确实受到抑制,但 FLOT2 的突变却未对其与 RAB31 的结合产生影响。无奈之下,只能采用野生型 FLOT2 与 RAB31 结合,并通过 BHS 浓度梯度变化来进行验证(这其实运用了归纳法中的米勒五法之共变法,通过改变BHS的浓度,来查看表型随之的变化,这也就将其与表型通过归纳法联系了起来。要是对此方法不熟悉,可以查阅《列文虎克读文献》和《科研的推理和逻辑:从实验台到咖啡桌》)。
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最终,实验结果证实 BHS 能够影响 FLOT2 与 RAB31 的结合,从而对 ILV 的产生产生影响。最后,团队开展了一系列体内实验,分别使用了没有 B 细胞和 T 细胞的 NSG 小鼠以及免疫正常的小鼠。实验结果表明,在这两类模型中,BHS 均能使肿瘤细胞对 PTX 化疗更敏感。
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这篇文章的整体研究设计相当宏大,本质上是凋亡的肿瘤细胞与巨噬细胞之间的一种 “对话(Crosstalk)”。在这个过程中,肿瘤细胞凋亡产生的 EV - Apo 会促进巨噬细胞 M2 极化,抑制炎症反应,同时促进肿瘤细胞增殖,以此抵抗化疗效果。而 BHS 能够抑制凋亡肿瘤细胞产生 EV - Apo,进而阻碍巨噬细胞 M2 极化,反过来促进肿瘤细胞对化疗的敏感性,整体是个很不错的研究故事。整个研究工作量巨大,而且各个方面都完成得较为出色。要是在验证环节的节奏能把控得更紧凑一些,或许能冲击更高水平的杂志。好了,今天就分享到这儿。要是你对这篇文章感兴趣,不妨去阅读一下原文,希望能对你有所启发。

本文为夏老师个人观点,仅讨论文章本身,对超出文章以外的内容并不多做评价,如有异意,欢迎在评论区讨论

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