胰腺癌细胞源性细胞外囊泡诱导胰腺星状细胞活化的机制研究

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背景胰腺癌细胞与胰腺星状细胞(pancreatic stellate cell,PSC)的相互作用创造了支持胰腺癌生长、转移、耐药和免疫耐受的肿瘤微环境。在胰腺癌中,PSCs由静息状态转变为活化状态,并在胰腺癌的进展中发挥着重要的调控作用。细胞外囊泡(extracellular vesicles,EVs),是由部分细胞膜包裹形成的纳米级囊泡,富含microRNAs、蛋白质、脂质和其它类型的核酸,并在细胞间发挥着重要的信息传递作用。胰腺癌细胞可以通过旁分泌的方式诱导PSCs的活化,然而,胰腺癌细胞源性细胞外囊泡在PSCs活化中的作用和作用机制尚不清楚。目的探索胰腺癌细胞源性细胞外囊泡在胰腺星状细胞活化中的作用和作用机制,寻找胰腺癌的潜在诊断标志物和治疗靶标。方法利用transwell进行间接共培养实验,分三组,对照组为PSCs单独培养,PANC-1组为PSCs与PANC-1共培养,PANC-1+GW4869组为PSCs与PANC-1共培养并加入细胞外囊泡抑制剂GW4869,共培养48h后分别提取3组细胞的总蛋白,用蛋变印迹实验检测α-SMA和NF-κB的表达变化。超速离心的方法分别提取HPDE6-C7、PANC-1和SW1990上清液中的EVs(H-EVs、P-EVs、SW-EVs)。采用透射电镜、蛋白印迹实验和纳米颗粒跟踪分析鉴定超速离心后的沉淀是否为EVs。将绿色荧光染料PKH67标记的EVs与PSCs共培养12h,共聚焦下观察EVs能否被PSCs所摄取,对照组为PSCs与PKH67共培养。P-EVs和SW-EVs充当处理因素,分别处理PSCs,细胞计数试剂盒(CCK-8)和transwell分别检测它们对PSCs增殖和迁移能力的影响。分别提取HPDE6-C7、PANC-1、SW1990、H-EVs、P-EVs和SW-EVs的small RNAs,然后,microRNA实时荧光定量PCR的方法检测miR-301a-3p的表达水平。将P-EVs(50μg/ml)和SW-EVs(50μg/ml)分别与PSCs共培养,48h后检测PSCs中miR-301a-3p表达量的变化。将mi R-301a-3p mimics转染至PSCs,使其过表达,转染48h后检测PSCs中miR-301a-3p表达量的变化。CCK8和transwell方法分别检测miR-301a-3p过表达对PSCs增殖和迁移能力的影响。蛋白质印迹实验检测miR-301a-3p过表达对PSCs中NF-κB表达的影响。结果间接共培养结果显示,与对照组相比,胰腺癌细胞PANC-1可以诱导PSCs中α-SMA和NF-κB蛋白水平的表达上调(P<0.001),而EVs抑制剂GW4869可以减弱这种诱导作用(P<0.05)。因此,我们猜测,胰腺癌细胞PANC-1可以通过分泌EVs诱导PSCs的活化。超速离心分离得到的沉淀在透射电镜下的形态与经典的EVs形态相符;蛋白印迹实验的结果显示沉淀表现为CD63和TSG101阳性,而GM130阴性,与EVs标志性蛋白的表达相一致;纳米颗粒跟踪分析显示,大部分沉淀颗粒的直径在130nm左右,属于小细胞外囊泡的范畴。以上鉴定结果证明分离得到的沉淀即为小细胞外囊泡。EVs摄取实验结果显示,PSCs可以主动摄取胰腺癌细胞源性EVs。CCK-8结果显示,SW-EVs浓度为50μg/ml和80μg/ml均可以促进PSCs的增殖(P<0.001和P<0.01),P-EVs浓度为50μg/ml和80μg/ml均可以促进PSCs的增殖(P<0.001)。Transwell结果显示,SW-EVs和P-EVs(50μg/ml)均可以促进PSCs的迁移(P<0.01和P<0.001)。蛋白质印迹实验结果显示,P-EVs和SW-EVs与PSCs共培养可以促进NF-κB的表达上调(P<0.01和P<0.05)。qRT-PCR结果显示,胰腺癌细胞PANC-1和SW1990的miR-301a-3p表达量高于HPDE6-C7(P<0.001和P<0.01),P-EVs和SW-EVs的miR-301a-3p表达水平也高于H-EVs(P<0.001),而且P-EVs和SW-EVs分别与PSCs共培养均可以上调PSCs中miR-301a-3p的表达(P<0.001)。PSCs转染miR-301a-3p mimics后,PSCs中miR-301a-3p的表达显著上调(P<0.001)。过表达miR-301a-3p可以促进PSCs的增殖(P24h<0.05,P48h<0.05,P72h<0.01)、迁移(P<0.01)和上调NF-κB(P<0.05)的表达。结论胰腺癌细胞源性细胞外囊泡可以诱导PSCs中α-SMA和NF-κB的表达。胰腺癌细胞源性细胞外囊泡可以促进胰腺星状细胞的增殖和迁移。胰腺癌细胞源性细胞外囊泡miR-301a-3p的表达升高,并且细胞外囊泡可以传递miR-301a-3p至胰腺星状细胞促进胰腺星状细胞的增殖、迁移和NF-κB的表达。
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