通過整合基因組分析以鑒定肺腫瘤內皮細胞異質性和血管生成候選物
為了探討蛋白質水平上TECs中膠原蛋白修飾酶是否上調,作者對來自肺,腎和結直腸(CRC)腫瘤和結直腸肝轉移的144個預期收集的TEC和NEC樣本的內部生成隊列進行了蛋白質組學分析 (CRCLM)。
在來自NSCLC患者(n = 27例)的TECs中,LOXL2是最高上調的蛋白(> 4倍),而PLOD1和PLOD2上調了1.7倍和1.9倍(圖7A)。對所有4種腫瘤類型的薈萃分析均確定了288種持續(xù)表達較高的蛋白,包括LOX、LOXL2、PLOD1和PLOD2(圖7B)。
圖7:A:來自NSCLC患者的TECs中蛋白質表達差異
B:TEC中過表達的蛋白質在不同種類癌癥的情況
對持續(xù)表達水平較高的蛋白質子集的GO富集分析顯示,高表達蛋白質在糖酵解酶,生長和肌動蛋白細胞骨架組織以及蛋白質羥基化和交聯(lián)的基因集富集(圖7C和S8D)。
圖7C:蛋白質的GO分析結果
作者將PLOD1,PLOD2和LOXL2以及蛋白質羥基化基因確定為高度排名的靶標,因此作者決定評估這些基因是否在功能上調節(jié)了血管的發(fā)芽。
與上述GO分析一致:
TEC中的遷移,增殖和血管發(fā)芽高于NEC(圖8A-8C)。
圖8A:NEC與TEC的劃痕實驗結果
B:3 H-胸苷摻入試驗結果
圖8C:C:hcNEC和hcTEC球狀體發(fā)芽的明場照片(上圖)和形態(tài)定量(下圖)
HUVEC中PLOD1,PLOD2或LOXL2的沉默(沉默效率> 70%–80%;圖S8E)減少了EC遷移(圖8D),并削弱了HUVEC橢球中的血管發(fā)芽(圖8E和8F)
D:對照和PLOD1,PLOD2或LOXL2沉默(KD)EC劃痕試驗定量結果
E-F:使用對照和PLOD1,PLOD2或LOXL2沉默(KD)EC進行的球狀體發(fā)芽的明場照片(E)和定量(F)
米諾地爾是一種藥理學上的PLOD阻斷劑,可在體外減少EC遷移(圖8G)。米諾地爾或賴氨酰氧化酶抑制劑β-氨基丙腈(BAPN)的施用可抑制體內角膜血管生成(圖8H)。
圖8G:米諾地爾對PLODs具有藥理學抑制作用的EC的劃痕傷口遷移試驗
H:在用媒介物(CTRL),米諾地爾或β-氨基丙腈(BAPN)干預角膜燒灼誘導的損傷后的角膜血管新生。
總體而言,作者認為功能驗證表明,通過綜合分析確定的靶向基因可抑制血管發(fā)芽。
小結
在這篇文章中,作者針對人類,小鼠以及培養(yǎng)細胞株進行表皮細胞的深入分析,確定了不同model中的EC的異質性以及保守性,在確定EC亞型的研究中,作者不單單對自身數(shù)據(jù)集進行探究,還引入了多個外部數(shù)據(jù)集對于相關結論進行驗證。作者還通過使用免疫熒光染色,RNA定量熒光染色以及cytof的方法來多維度確定EC的分類。
文章的后半部分關注于腫瘤治療中的重要話題——抗血管生成進行研究,作者首先對小鼠樣本中帶有的抗VEGF治療組進行差異基因篩選構建gene signature。為了確定相應的治療靶點,作者首先鑒定了在研究中不同model最保守的EC亞型——tip EC,對該亞型進行保守基因的計算以及驗證。隨后,作者對這些鑒定出來的保守基因中膠原相關酶靶點進行驗證,通過多種手段及實驗技術證明了膠原羥基化及交聯(lián)酶在肺癌EC細胞相關的血管生成的重要性。
作者在文章最后提到本文的局限性:首先,該研究中每種EC表型的生物學作用是推定的,需要進行更進一步功能驗證以探測其生物學作用。其次,需要分析更多的患者,以探究患者之間的異質性,以識別所有可能的TEC表型。第三,兩種物種的腫瘤生長不同,患者來源的腫瘤表現(xiàn)出比小鼠更大的遺傳和環(huán)境異質性,這種異質性給研究TEC表型所帶來的干擾是不能忽視的。

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