Назад
Появление мобильных телефонов, интернета и различных платформ для обмена сообщениями позволило быстрее и шире общаться по всему миру.
Но знаете ли вы, что в вашем организме есть своя собственная сложная система коммуникации в виде внеклеточных везикул (EVs)? Эти небольшие структуры, содержащие клеточный "груз", такой как белки и нуклеиновые кислоты, выделяются клетками и могут перемещаться по всему организму, влияя на различные физиологические и патологические процессы. Недавно ученые из Японии пролили новый свет на роль EVs в прогрессировании рака.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Inflammation and Regeneration, ученые из Токийского медико-стоматологического университета изучили влияние EVs, полученных из клеток рака полости рта, на эндотелиально-мезенхимальный переход (EndoMT). EndoMT - это процесс, при котором эндотелиальные клетки, или клетки, выстилающие кровеносные сосуды, теряют свои характеристики и приобретают свойства мезенхимальных клеток.
EndoMT происходит в норме во время эмбрионального развития, однако было показано, что он также дестабилизирует кровеносные сосуды. При раке дестабилизация сосудов может облегчить раковым клеткам вход и выход из кровотока, тем самым способствуя метастазированию. Предыдущие исследования показали, что раковые клетки выделяют EVs, которые вызывают аналогичный процесс, называемый эпителиально-мезенхимальным переходом (EMT), способствуя тем самым развитию опухоли. Однако влияние EVs раковых клеток на EndoMT в нормальных эндотелиальных клетках сосудов еще не выяснено. Поэтому исследовательская группа задалась целью охарактеризовать EVs, выделяемые клетками рака ротовой полости, и изучить влияние этих EVs на здоровые эндотелиальные клетки сосудов.
"Было показано, что сигнальный фактор, известный как трансформирующий фактор роста-β (TGF-β), вызывает EMT в раковых клетках, поэтому мы начали с изучения характерных изменений клеток рака ротовой полости человека, вызванных TGF-β-индуцированным EMT. Мы обнаружили, что клетки рака полости рта, подвергшиеся воздействию TGF-β, выделяют примерно в три раза больше EVs, чем те, которые не подвергались воздействию", - сообщил Михо Кобаяси, ведущий автор исследования.
Затем ученые инкубировали эндотелиальные клетки сосудов человека с EVs из клеток, подвергшихся воздействию TGF-β, или EVs из клеток, не подвергшихся воздействию TGF-β. Анализ РНК и белков показал увеличение экспрессии маркеров мезенхимальных клеток и снижение экспрессии маркеров эндотелиальных клеток в сосудистых клетках, подвергшихся воздействию EVs, выделенных из раковых клеток, которые подверглись воздействию TGF-β.
"Изменения в экспрессии эндотелиальных и мезенхимальных маркеров в сосудистых клетках показали, что EndoMT индуцируется EVs из клеток рака ротовой полости, в которых произошла EMT", - говорит ведущий автор исследования Кашио Фудживара. Кроме того, оценка влияния EVs, полученных из раковых клеток, на стабильность сосудов в монослойных культурах эндотелия сосудов человека показала, что обработка EVs усиливает дестабилизацию сосудов.
Это исследование обеспечивает дальнейшее понимание механизмов, вовлеченных в EndoMT и сосудистую дестабилизацию, что может помочь в разработке терапевтических методов лечения, чтобы остановить прогрессирование рака и метастазирование.
Kobayashi, M., et al. Трансформирующий фактор роста-β-индуцированная секреция внеклеточных везикул из клеток рака полости рта вызывает нестабильность эндотелиального барьера через эндотелиально-мезенхимальный переход (аннотация).
Во время метастазирования раковые клетки подвергаются эпителиально-мезенхимальному переходу (EMT) в ответ на трансформирующий фактор роста-β (TGF-β), который в изобилии присутствует в микроокружении опухоли, и приобретают инвазивный и метастатический потенциал. Метастазирование в отдаленные органы требует внутрисосудистой инвазии и экстравазации раковых клеток, что сопровождается нарушением адгезии между эндотелиальными клетками сосудов. Предполагается, что внеклеточные везикулы (EVs), выделяемые раковыми клетками, вызывают дестабилизацию нормальных кровеносных сосудов в местах метастазирования. Однако роль EVs, выделяемых раковыми клетками, подвергшимися EMT, в дестабилизации кровеносных сосудов еще предстоит выяснить. В настоящем исследовании мы охарактеризовали EVs, секретируемые клетками рака ротовой полости, подвергшимися TGF-β-индуцированной EMT, и выяснили их влияние на характеристики эндотелиальных клеток сосудов.
Методы
Индукция EMT под действием TGF-β в клетках рака полости рта человека оценивалась с помощью количественной РТ-ПЦР (qRT-PCR) и иммуноцитохимии. Полученные из клеток рака полости рта EVs были выделены из кондиционированной среды клеток рака полости рта, обработанных TGF-β или без него, с помощью ультрацентрифугирования и охарактеризованы с помощью анализа отслеживания наночастиц и иммуноблоттинга. Влияние EVs на эндотелиальные клетки пупочной артерии человека исследовали с помощью qRT-PCR, клеточного окрашивания и анализа проницаемости. Значительные различия между средними значениями определяли с помощью t-теста или одностороннего дисперсионного анализа с тестом множественных сравнений Тьюки.
Результаты
Клетки рака полости рта претерпели EMT в ответ на TGF-β, о чем свидетельствуют изменения в экспрессии маркеров эпителиальных и мезенхимальных клеток на уровне РНК и белков. Клетки рака полости рта, обработанные TGF-β, показали повышенную продукцию EV и измененный состав EV по сравнению с необработанными клетками. EVs, полученные из клеток, подвергшихся EMT под воздействием TGF-β, индуцировали эндотелиально-мезенхимальный переход, который характеризовался снижением и повышением экспрессии маркеров эндотелиальных и мезенхимальных клеток, соответственно. EVs, полученные из клеток рака полости рта, также индуцировали образование межклеточных разрывов, что привело к потере стабильности эндотелиального клеточного барьера.
Выводы
EVs, высвобожденные из клеток рака полости рта, которые подверглись TGF-β-индуцированной EMT, направлены на эндотелиальные клетки и вызывают дестабилизацию сосудов. Детальная характеристика EVs, выделяемых раком полости рта, и факторов, ответственных за EV-опосредованную сосудистую нестабильность, приведет к разработке агентов, направленных против метастазирования.
