肝癌细胞分泌外泌体microRNA-103增加了血管通透性并通过靶向连接蛋白促进转移

肝癌细胞分泌外泌体microRNA-103增加了血管通透性并通过靶向连接蛋白促进转移

血管通透性增加有助于癌症转移。越来越多的证据表明，分泌型microRNA可能介导癌细胞和基质细胞之间的串扰。迄今为止，分泌型miRNA是否影响及如何影响血管通透性尚不清楚。近日，中山大学生命科学院庄诗美教授在《Hepatology》(IF=13.246）杂志上发表的文章揭示了分泌型miRNA影响血管通透性的机制。研究人员首先通过测序和定量PCR，血清miR-103水平与肝细胞癌（HCC）转移潜能正相关。体外内皮通透性和跨内皮侵袭测定结果显示，来自miR-103高表达肝癌细胞的条件培养基或外泌体增加了内皮通透性，但如果通过沉默ALIX和HRS阻断肝细胞瘤细胞的外泌体分泌或拮抗肝细胞瘤或内皮细胞内的miR-103，则该作用减弱。最重要的是，用稳定表达miR-103的肝癌细胞分泌的外泌体孵育单层内皮细胞，促进了肿瘤细胞的跨内皮侵袭，并且这种外泌体的作用可通过抑制内皮细胞中的miR-103而被抑制。进一步体内研究发现，与对照组小鼠相比，转染稳定表达miR-103的肝癌细胞的小鼠表现出更高的肿瘤血管通透性，更高的外泌体miR-103表达且其血液中循环肿瘤细胞数量更多，肝和肺转移率增加。机制研究表明，肝癌细胞分泌的miR-103可能通过外泌体传递到内皮细胞中，然后通过直接抑制VE-Cadherin、p120和ZO-1的表达来减弱内皮连接的完整性。此外，miR-103还可通过抑制p120在肝癌细胞中的表达促进肿瘤细胞迁移。这项研究表明，肝癌细胞分泌的外泌体miR-103通过靶向多种内皮连接蛋白增加血管通透性并促进肿瘤转移，并突出了分泌的miR-103可作为潜在的治疗靶标和HCC转移的预测标记物。

技术路线

1. 发现miR-103

2. 体内体外验证

研究结果

1.     肝癌细胞分泌的miR-103增加单层内皮细胞的通透性并促进体外肿瘤细胞的跨内皮侵袭

图1. HCC患者血清和肝癌细胞条件培养基中miR-103的检测。

（A）血清miR-103水平升高与HCC复发率较高有关。

（B）转移性肝癌细胞表达并分泌高水平的miR-103。

图2.肝癌细胞分泌的外泌体miR-103增加单层内皮细胞的通透性并促进体外肿瘤细胞的跨内皮侵袭。

（A）用QGY-7703衍生的外泌体预处理的HUVEC单层，渗透性增加。

（B）用来自miR-103稳定表达的LO2或HepG2细胞的外泌体预处理的HUVEC单层，通透性增加。

（C）拮抗内源性miR-103或阻断QGY-7703细胞的外泌体分泌减弱了QGY-7703衍生的外泌体增强内皮通透性的能力。

（D）在HUVEC中拮抗miR-103减弱了QGY-7703衍生的外泌体增加内皮通透性的能力。

（E）miR-103稳定表达肝癌细胞外泌体预处理HUVEC单层侵袭能力更强。

（F）在HUVEC中拮抗miR-103减弱了QGY-miR-103衍生的外泌体增加癌细胞的跨内皮侵袭的能力。

2.     肝癌细胞分泌的miR-103增加血管通透性并促进体内转移

图3肝癌细胞分泌的外泌体miR-103增加血管通透性并促进体内转移。

（A）携带源自QGY-miR-103肿瘤的小鼠血浆中的外泌体的miR-103水平增加。

（B-C）QGY-miR-103-肿瘤脉管系统表现出较高的渗透性。

（D）携带QGY-miR-103肿瘤的小鼠循环肿瘤细胞数量增加。

（E-F）携带QGY-miR-103肿瘤的小鼠，转移能力更强。

3.         肝癌细胞分泌的miR-103通过外泌体被递送到内皮细胞中

图4.肝癌细胞分泌的miR-103通过外泌体递送入内皮细胞。

（A）与QGY-7703细胞衍生的外泌体孵育的HUVECs中成熟miR-103的水平增加。

（B）在QGY-7703细胞中拮抗内源性miR-103减弱了QGY-7703衍生的外泌体在HUVEC中增加miR-103水平的能力。

（C）阻断QGY-7703细胞的外泌体分泌减弱了QGY-7703衍生的外泌体提高HUVEC中miR-103水平的能力。

（D）外泌体miR-103被内化到HUVEC中。

4.         肝癌细胞分泌的外泌体miR-103通过靶向VE-Cad，p120和ZO-1，减弱了内皮细胞的连接完整性

图5.肝癌细胞分泌的外泌体miR-103减弱了HUVEC单层的内皮连接完整性。

（A）用HepG2-miR-103衍生的外泌体处理的HUVEC单层VE-Cad，p120和ZO-1表达的显著降低。

（B）在QGY-7703细胞中拮抗内源性miR-103减弱了QGY-7703衍生的外泌体降低HUVEC单层中VE-Cad，p120和ZO-1表达的能力。

（C）在HUVEC中拮抗miR-103减弱了QGY-7703衍生的外泌体降低VE-Cad，p120和ZO-1表达的能力。

图6.肝癌细胞分泌的miR-103直接抑制受体HUVEC中VE-Cad，p120和ZO-1的表达。

（A-C）用来自miR-103稳定表达细胞的外泌体处理的HUVEC细胞中VE-Cad，p120和ZO-1的蛋白水平降低。

（D）在QGY-7703细胞中拮抗内源性miR-103减弱了QGY-7703衍生的外泌体降低HUVEC中VE-Cad，p120和ZO-1表达的能力。

（E）在HUVEC中拮抗miR-103减弱了QGY-7703衍生的外泌体降低VE-Cad，p120和ZO-1表达的能力。

（F）双荧光素酶报告基因实验验证miR-103靶向结合VE-Cad，p120和ZO-1。

图7.miR-103通过减弱p120-E-Cad信号促进肝癌细胞的迁移。

（A-B）miR-103的增加减少了肝癌细胞中p120和E-Cad蛋白的表达。

（C-D）转染miR-103促进了肝癌细胞的迁移。

（E-F）拮抗内源性miR-103增加了p120和E-Cad水平，抑制肝癌细胞的迁移。