可溶性E-钙粘蛋白通过外泌体释放并促进肿瘤血管生成

肿瘤脉管系统是一个有吸引力的治疗靶标。卵巢癌的逐渐增长和恶性腹水的形成严重依赖于血管生成的这一事实表明，抗血管生成治疗策略可能对卵巢癌治疗具有功效。尤其是，腹水作为恶性肿瘤并发症的负担仍然非常重要，因为其程度是侵袭性和转移潜能的特征，并且是预后不良的重要指标目前的抗血管生成疗法的局限性在于需要一些辅助治疗手段。2018年6月以香港大学生物科学学院黄思齐教授为通讯作者在《Nature Communication》（IF=12.353）发表了题为“Soluble E-cadherin promotes tumor angiogenesis and localizes to exosome surface.”文章，他带领的团队第一次在体外和体内证明了sE-cad是血管生成的关键调节剂。还提供证据证明外泌体是在此过程中切割和释放sE-cad的新型主要平台。本文第一次展示了在卵巢癌患者的恶性腹水中高表达的可溶性E-钙粘蛋白（sE-cad）（80-kDa可溶形式）是血管生成的有效诱导剂。除了胞外域脱落之外，本文还提供了进一步的证据表明sE-cad以外泌体形式大量释放。从机制上，sE-cad阳性的外泌体与内皮细胞上的VE-钙粘着蛋白异源二聚化并转导β-连环蛋白和NFκB信号传导的顺序激活。体内和临床数据证明了sE-cad阳性外泌体与恶性腹水形成和广泛的腹膜扩散具有相关性。这些数据将推动我们对卵巢癌血管生成的分子调控的理解，并暗示了靶向sE-cad的治疗潜力。sE-cad阳性外泌体的释放可能是诊断和预后的生物标志物。

技术路线

研究结果

图1 sE-cad在体内和体外促进血管生成。

a.用Caov-3和OV-90处理促进了HUVEC细胞迁移，HECD-1能抑制细胞迁移。d. 膜矩阵模拟基底膜基质实验表明Caov-3和OV-90处理的HUVEC三维血管形成能力增强，HECD-1能抑制血管生成。e. 基底膜基质植入小鼠模型证明Caov-3和OV-90处理的HUVEC新血管生成能力增强，HECD-1能抑制新生血管生成。

图2 可溶性E-cadherin促进肿瘤血管生成并定位于外泌体表面。

a. Caov-3和OV-90细胞裂解液和条件培养基(CM)中E-cadherin均有80KD条带。b. E-cadherin胞外域分裂不仅发生在质膜上，也发生在高尔基/反式高尔基网络中。c. Western blot检测Caov-3和OV-90分离的外泌体蛋白组成。d. 蔗糖密度离心sE-cad密度为1.1036–1.1612 g cm-3，微泡大小为100nm，与外泌体一致。 e.免疫电镜的sE-cad在Caov-3和ov - 90细胞外泌体表面

图3 se -cad阳性的外泌体促进体内和体外的血管生成。

a. 用Caov-3和OV-90外泌体处理HUVEC能促进细胞迁移。b. 渗透实验表明Caov-3和OV-90外泌体处理的HUVEC绿色荧光素标记的葡聚糖形成能力增强。c.管腔形成实验表明Caov-3和OV-90外泌体处理的HUVEC血管形成能力增强。d.体内基质塞植入模型证明Caov-3和OV-90外泌体处理的HUVEC新血管生成能力增强。e. se -cad的BODIPY-TR荧光染色

图4可溶性E-cadherin促进肿瘤血管生成并定位于外泌体表面。

a.His-Tag pull down确定VE-cadherin 是sE-cad结合蛋白。b.免疫沉淀反应试验中sE-cad与VE-cadherin结合。d. HUVEC在外泌体处理后β-catenin(β-cat)表达上调。e. HECD-1能逆转β-catenin(β-cat)的表达上调。F 转染β-catenin siRNAHUVEC的血管形成能力减弱。

图5  sE-cad阳性的外泌体通过β-catenin调节血管生成。

a.IPA分析sE-cad阳性的外泌体差异表达基因，NFκB位于网络的中心位置。c.p65/p50与sE-cad-阳性外泌体互作。g. β-连环蛋白被激活，并在30分钟内达到其最大值。h. β-catenin 或者NFκB敲低后能废除sE-cad阳性的外泌体所引起的血管生成。

图6 se -cad阳性的外泌体在体内诱发血管生成。

a. sE-cad阳性的外泌体注射小鼠能诱导成瘤，HECD-1则抑制这一效果。b. CD31 染色sE-cad阳性的外泌体诱导血管生成，HECD-1则抑制这一效果。c .sE-cad阳性的外泌体可以导致埃文斯蓝渗出，表明白蛋白和血浆蛋白渗入间质组织 。f. 病人来源的E-cad阳性的外泌体能诱导血管生成。 g. sE-cad阳性的外泌体促进腹水扩大，肿瘤扩散和新血管形成，HECD-1则逆转这一效果。