肿瘤研究新视角：血管生成拟态与单核细胞的募集

今天解读的文献是来自南澳大利亚大学癌症生物学和南澳病理学中心于2022年3月9日发表在OncoImmunology ( IF 7.723 ) 上题为“Vasculogenic mimicry structures in melanoma support the recruitment of monocytes”的文章，即黑色素瘤中的血管生成拟态结构支持单核细胞的募集。

浸润的白细胞促进了癌症的进展，白细胞可以主动杀死癌细胞或促进它们的存活。目前对白细胞募集到肿瘤中的理解在很大程度上仅限于由内皮细胞 (EC) 排列的常规血管表达的粘附分子和趋化因子。然而，癌细胞本身可以形成自己的血管结构（称为血管生成拟态 (VM) 的过程）；但它们是否积极参与白细胞的募集仍有待阐明。作者的研究表明，具有 VM 能力的黑色素瘤细胞可以表达粘附分子和趋化因子以主动（和选择性地）招募白细胞亚群。

VM 黑素瘤细胞表达与 EC 相似的粘附分子

检查三种具VM 能力的人黑色素瘤细胞系（即 C32、CHL-1 和 SK-Mel-28）中白细胞募集级联的每个步骤所需的粘附分子的表达情况，确认黑色素瘤细胞在其细胞表面表达 CD44、ICAM-1、JAM-A 和 JAM-C。蛋白质表达水平与基因表达水平相当，并且在缺氧条件下也基本没有变化。表明 VM 黑素瘤细胞不仅在血管结构的形成中模仿 ECs，而且在白细胞捕获的表达中也模仿粘附分子。

图1. C32、CHL-1 和 SK-Mel-28 表达参与 EC 白细胞募集的粘附分子

VM 黑色素瘤细胞表达一系列

与 EC 相似的趋化因子

C32、CHL-1和SK-Mel-28黑色素瘤细胞系均表达CX3CL1、CXCL16、CCL28和CCL2；而中期因子 ( MDK)、IL16、CXCL12和CXCL1受到更多限制。蛋白质表达水平与基因表达水平相当，并且在缺氧条件下也基本没有变化。这些结果表明 VM 黑素瘤细胞分泌趋化因子和相关分子，这些分子已知可促进 EC 募集白细胞。

图2. C32、CHL-1 和 SK-Mel-28 表达参与 EC 白细胞募集的趋化因子

黑素瘤细胞在剪切流条件下捕获白细胞

作者提出，VM黑素瘤细胞是否可以在流动条件下有效地结合白细胞？微流体流动室试验表明黑色素瘤细胞系 C32、CHL-1 和 SK-Mel-28 表现出 VM 潜力和在流动条件下结合更多 MNC 的能力（图 3B）。在被 TNFα 激活后，MNC 与 ECs 的粘附可以进一步增强（图 3C）。VM 黑素瘤细胞优先结合单核细胞并表达已知可捕获这些促炎白细胞的粘附分子和趋化因子。检查每个供体的白细胞亚群的“输入”比率，结果表明VM 黑素瘤细胞优先结合单核细胞并表达已知可捕获这些促炎白细胞的粘附分子和趋化因子（图 3E）。对 C32 细胞的扫描电镜观察到指状纤毛投射，并积极参与白细胞捕获。这些结果表明 VM 黑色素瘤细胞可以模拟 EC 的关键功能，即在生理相关流动条件下主动捕获循环白细胞亚群。

图3. 白细胞可以粘附在具有 VM 能力的黑色素瘤细胞单层上

ICAM-1 促进单核细胞与 VM 活性

黑素瘤细胞的粘附

与非靶向 siRNA 对照相比，靶向 ICAM-1 的 siRNA 将 ICAM-1 在 C32 细胞上的表面表达降低了 45-61%（图 4B)。在流动条件下，由 ICAM-1 缺陷型 C32 细胞结合的 CD14+ 单核细胞数量显着减少了 60-65%（图 4Ci-ii)。这些实验表明，ICAM-1 是黑素瘤细胞用来结合循环单核细胞的重要粘附分子。

图 4. 单核细胞在 C32 细胞上的粘附部分由 ICAM-1 介导

黑色素瘤细胞促进白细胞迁移

为了检查 VM 黑素瘤细胞是否促进白细胞迁移，作者进行了 Transwell 迁移实验。结果显示，尽管 C32、CHL-1 和 SK-Mel-28 黑色素瘤细胞系的细胞比 EC 单层对 FITC-葡聚糖更具渗透性，但与无单层对照相比，癌细胞始终形成有效屏障（图 5A-C）。确认黑色素瘤细胞形成物理屏障后，作者使用胎牛血清 (FBS) 作为化学引诱剂进行了 Transwell 测定，结果显示不含细胞屏障的对照 Transwells 显示出最多的迁移（图 5D）。使用流式细胞仪来识别穿越癌细胞单层的白细胞亚群（图 5E）。图 5F显示 ICAM-1 的敲低不影响单核细胞向化学引诱剂的迁移。图 5G显示 TNFα 增加了 ECs 上 ICAM-1 的表达，并且当 ECs 预先暴露于 VEGF-A 时，这种反应被抑制。相比之下，虽然 VM C32黑色素瘤细胞确实对 TNFα 有反应并增加了 ICAM-1 的表达，但这种反应并未因 VEGF-A 的预处理而减弱（图 5H）。这些结果表明，VM 黑色素瘤细胞在优先募集骨髓细胞方面与 ECs 非常相似，但在长期暴露于肿瘤微环境环境后它们对 ICAM-1 表达的保留可能不同。

图 5. VM 黑素瘤细胞选择性地允许单核细胞迁移

临床黑色素瘤组织表达粘附分子和趋化因子

通过对癌症基因组图谱 (TCGA) 黑色素瘤数据集进行计算分析，探讨粘附分子和趋化因子表达与 EC 频率 ( EMCN ) 和黑色素瘤频率 ( MITF )的相关性。图 6A 显示了患者样本中粘附分子 CD44、ICAM1、F11R (JAM-A)、JAM3 (JAM-C) 和趋化因子的丰富表达。

人类黑色素瘤组织中 VM 血管的存在

与巨噬细胞数量增加相关

为了研究肿瘤样本中 VM 含量、EC 含量和白细胞浸润之间的相关性，作者对人黑色素瘤组织微阵列 (TMA) 进行了免疫染色。观察结果支持了作者的体外研究结果及假设，即VM 活性黑素瘤细胞积极参与将白细胞（特别是骨髓细胞）募集到实体瘤中。

转自：“学术查”微信公众号

如有侵权，请联系本站删除！