下调原肌球蛋白 2 通过中性粒细胞弹性蛋白酶调节中性粒细胞浸润促进肺腺癌进展:潜在治疗靶点的新发现

《Cell Death & Disease》:Downregulation of tropomyosin 2 promotes the progression of lung adenocarcinoma by regulating neutrophil infiltration through neutrophil elastase

【字体: 时间:2025年04月09日 来源:Cell Death & Disease 8.1

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  为探究肺腺癌(LUAD)恶性进展机制及寻找治疗靶点,研究人员开展了肿瘤相关中性粒细胞(TANs)与 LUAD 关系的研究。结果发现 TPM2 下调促进 TANs 中 ELANE 表达,经多种通路促进肿瘤进展。该研究为 LUAD 治疗提供新策略。

  在全球范围内,肺癌严重威胁人类健康,其中肺腺癌(Lung Adenocarcinoma,LUAD)更是 “重灾区”,每年有超 70 万人因它失去生命。而且,大部分 LUAD 患者确诊时已处于晚期,早期检测的增加也未能有效改变这一现状。所以,弄清楚 LUAD 恶性进展的机制,对改善其预防和治疗意义重大。近年来,中性粒细胞在肿瘤发展中的作用备受关注,它既能促进肿瘤生长,也有抑制肿瘤的可能,但在 LUAD 中促进其恶性进展的治疗靶点却鲜为人知。同时,中性粒细胞弹性蛋白酶(Neutrophil Elastase,ELANE)和原肌球蛋白 2(Tropomyosin 2,TPM2)在肿瘤中的作用机制也不明确。在这样的背景下,山东第一医科大学附属山东省立医院等机构的研究人员展开了深入研究。该研究成果发表在《Cell Death and Disease》上,为 LUAD 的防治带来了新的希望。
研究人员为了深入探究其中的奥秘,采用了多种关键技术方法。他们收集了 230 例 LUAD 患者的临床病理资料进行回顾性分析,同时采集了健康个体和患者的外周血样本。通过免疫组化(Immunohistochemistry,IHC)检测组织中相关蛋白的表达;运用 RNA 测序(RNA Sequencing,RNA-seq)分析基因表达谱的变化;借助细胞实验,如细胞计数试剂盒 - 8(Cell Counting Kit - 8,CCK - 8)和集落形成实验检测细胞增殖能力,Transwell 实验检测细胞侵袭能力等。

研究结果如下:

  1. TANs 与肺腺癌恶性进展相关:研究人员对 230 例 LUAD 患者的临床病理数据进行回顾性分析,发现几乎所有 LUAD 癌组织中都能检测到中性粒细胞。根据肿瘤组织中 TANs 的数量,患者被分为高、低 TANs 组。高 TANs 组在原发性肿瘤中的比例高于癌旁组织,且高 TANs 水平与淋巴结转移(Lymph Node Metastasis,LNM)、TNM III - IV 期、肿瘤大小和肿瘤复发(Tumor Recurrence,TR)相关。Kaplan - Meier 生存分析显示,TANs 浸润密度与 LUAD 患者的总生存期呈负相关。这表明 TANs 在 LUAD 的恶性进展中起着重要作用。
  2. LUAD 患者中性粒细胞与肿瘤细胞相互作用促进肿瘤进展:研究人员利用流式细胞术(Flow Cytometry,FCM)从健康供体和 LUAD 患者中分离纯化外周血中性粒细胞。将患者的中性粒细胞与 A549 细胞共培养后发现,共培养的条件培养基(Conditioned Medium,CM)能显著促进 A549 和 H1975 细胞的增殖、侵袭,抑制细胞凋亡。进一步研究发现,CM - A - neu 通过调节 G1/S 期转换促进细胞周期进展,同时促进肿瘤细胞的上皮 - 间质转化(Epithelial - Mesenchymal Transition,EMT),从而促进肿瘤进展。
  3. TANs 来源的 ELANE 与 LUAD 患者预后不良相关:研究人员分析了 50 例 LUAD 患者和 20 例健康供体外周血中性粒细胞中几种中性粒细胞衍生因子的 mRNA 水平,发现 LUAD 患者外周血中 ELANE 的 mRNA 水平比健康供体高 1.75 倍。在 LUAD 组织中,ELANE 蛋白水平也显著高于癌旁组织。免疫组化结果显示,LUAD 癌组织中中性粒细胞浸润密度越高,ELANE 表达水平越高,且高 ELANE 表达与患者总生存期缩短相关。这说明 ELANE 在 LUAD 的发展和预后中具有重要意义。
  4. TANs 来源的 ELANE 通过激活肿瘤细胞的 Hippo 通路促进肿瘤进展:研究人员发现 ELANE 能剂量依赖性地增加 A549 或 H1975 细胞中周期蛋白的表达,降低凋亡蛋白的表达,同时增加 EMT 相关蛋白的表达。用中和抗体阻断 ELANE 后,能逆转 CM - A - neu 诱导的肿瘤细胞增殖、抗凋亡和侵袭增强的作用。RNA - seq 分析发现,与健康供体中性粒细胞共培养的 A549 细胞相比,与晚期 LUAD 患者中性粒细胞共培养的 A549 细胞中 TPM2 显著下调,且 KEGG 富集分析表明 Hippo 通路差异最显著。进一步研究证实,TANs 来源的 ELANE 通过激活 Hippo 通路促进 LUAD 进展。
  5. TPM2 下调通过作用于 p38 - MAPK 通路促进中性粒细胞中 ELANE 表达,增强肿瘤进展:免疫组化结果显示,TPM2 在人 LUAD 组织中的表达低于癌旁组织,且 TPM2 表达下调与 LUAD 患者总生存期缩短相关。研究发现,外源性 TPM2 能剂量依赖性地下调中性粒细胞中 ELANE 和磷酸化 p38 MAPK(p - p38 MAPK)的表达。通过构建 TPM2 过表达和敲低细胞系实验表明,TPM2 通过 p38/MAPK 信号通路调节 ELANE 表达,进而影响肿瘤细胞的激活和肿瘤进展。
  6. TPM2 下调通过激活中性粒细胞的 ELANE - ERK1/2 - IL1β/IL8 轴促进中性粒细胞向肿瘤部位募集:研究发现,TPM2 过表达或敲低会影响肿瘤细胞条件培养基对中性粒细胞的趋化能力。定量 PCR 和 ELISA 检测表明,TPM2 下调会增加 CM - A - neu 中 IL1β 和 IL8 的表达,而重组 IL1β 和 IL8 蛋白能剂量依赖性地驱动中性粒细胞趋化。进一步研究发现,TPM2 通过 ELANE 调节中性粒细胞中 ERK1/2 的激活,进而影响 IL1β 和 IL8 的表达和分泌,促进中性粒细胞向肿瘤微环境募集。
  7. 低 TPM2 表达通过激活中性粒细胞 ELANE 促进中性粒细胞向肿瘤微环境募集,增强体内肿瘤生长:研究人员建立了 C57BL/6 小鼠的原位肺癌肿瘤模型,发现 TPM2 过表达组的肺肿瘤逐渐减小,生存期延长。用 ELANE 抑制剂 Alvelestat 处理后,能显著降低肿瘤中 ELANE 的表达,减缓肿瘤生长,减少中性粒细胞浸润,增加肿瘤细胞凋亡。定量 PCR 和 ELISA 检测表明,低表达 TPM2 通过激活中性粒细胞 ELANE 和 ERK1/2 - IL1β/IL8 轴促进中性粒细胞向肿瘤微环境募集,从而促进肿瘤生长。

研究结论和讨论部分指出,TANs 在 LUAD 肿瘤微环境中积累并促进肿瘤进展,高 TANs 水平是 LUAD 患者的独立风险因素。TPM2 下调通过调节 ELANE 表达,经 p38/MAPK 通路、Hippo 通路和 ELANE - ERK1/2 - IL1β/IL8 轴等,促进肿瘤细胞增殖、侵袭和中性粒细胞募集,形成一个促进肿瘤进展的有害循环。该研究为 LUAD 的治疗提供了潜在策略,即靶向肿瘤细胞的 TPM2 和 TANs 的 ELANE 有望改善 LUAD 患者的预后,为未来的临床治疗开辟了新的方向。

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