大家好，这次介绍的是Molecular Cellular Proteomics上的一篇文章，Cancer cell derived small extracellular vesicles contribute to recipient cell metastasis through promoting HGF/c-Met pathway，通讯作者是上海交通大学的生命科学与生物技术学院微生物代谢国家重点实验室的肖华教授团队。研究者们运用定量蛋白质组学相关技术从1400种细胞外囊泡蛋白中寻找到可能促进肿瘤转移的蛋白，并通过一系列临床样本等实验验证，证实HGF/c-Met通路能够促进细胞转移，这为肿瘤转移的预防和处置提供新思路。
肺癌通常致死率极高，癌症转移是主要成因。癌症转移是一种复杂的过程，通常与上皮-间质转化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）有关。典型的EMT特征包括上皮细胞失去细胞粘附和细胞极性，并获得间充质表型以及增加侵袭和转移能力。细胞外囊泡（EVs）是存在于由细胞分泌到胞外微环境当中的囊泡结构，包括外泌体、微囊等多种类型。EVs可以通过物理性质大致分类，如“小囊泡”（sEVs）（<200nm）和“中/大囊泡”（>200nm）。外泌体就是一种直径在30nm到150nm之间的sEVs，其内含物包括多种蛋白质、核酸和代谢物，被认为在细胞间交流和癌症发展等方面有重要作用。最近研究表明肿瘤细胞来源外泌体可能在EMT启动信号转导有重要作用，然而肿瘤外泌体蛋白如何通过EMT引发癌症转移的具体机制仍然不明确。
首先，研究者验证了肺癌细胞来源外泌体可以促进受体细胞增殖和转移。他们通过密度梯度离心收集95D细胞系（高度转移性的肺癌细胞系）产生的sEVs，并使用这些sEVs处理正常肺细胞系MRC-5和95C细胞系（低度转移性的肺癌细胞系），以流式细胞仪进行了检测。结果发现经过95D 细胞sEVs处理后的95C和MRC-5细胞系在S阶段有明显增殖，而95C细胞系sEVs只能对其他细胞系的增殖有微小作用；研究者又针对这一现象进行了细胞迁移实验，以及和EMT相关Marker表达情况做了分析，发现高转移性细胞的sEVs对受体细胞转移和增殖有明显作用，并且调控了细胞周期以及与迁移有关的基因表达。
随后，研究者利用定量蛋白质组学对高转移性肺癌细胞系来源的小囊泡进行了基于LC-MS/MS的蛋白质组学分析，并与95C小囊泡蛋白质组进行比较。结果共发现了1484个蛋白，其中有268个蛋白在95D-sEVs中表达有明显差异；结合IPA分析和“Canonical Pathway”富集分析等手段，研究者筛选出了62个与癌细胞转移相关的蛋白，其中肝细胞生长因子（Hepatocyte growth factor，HGF）有着最明显的表达差异。
HGF已被证实可以通过c-Met通路激发EMT，致使细胞迁移和增殖。研究者通过小鼠模型和肺癌患者血浆样本对sEVs-HGF进行体内和体外实验验证。在体内实验中，通过CD47抗体荧光标记和流式细胞仪检测，感染了95D细胞的小鼠明显比95C感染小鼠有更快的癌症发展；从95D小鼠血浆分离出的sEVs-HGF浓度也要高于95C小鼠。研究者随后从正常人、肺癌I/II期患者和III/IV期患者采集血浆进行体外验证以及ELISA检测，结果证明相比正常人和癌症早期病人，晚期病人血浆中的sEVs-HGF更加富集，可以作为晚期诊断的一个标志物。
文章最后对95D细胞sEVs-HGF是否真的激活c-Met信号通路进行了验证。研究者敲除了95D细胞中的HGF基因，以及添加c-Met磷酸化激酶抑制剂，来证明HGF以及c-Met在癌症转移进程中发挥作用。另外，对sEVs表面做消化处理以证明HGF确实存在于囊泡内而不是仅仅附着于表面。研究者又通过免疫沉淀技术和LC-MS/MS来探究HGF进入sEVs的包装机制，并推测与颗粒体蛋白有关。
总结来说，本文结合包括定量蛋白质组学分析、体内体外实验等研究手段，揭示了来自sEVs的HGF通过与c-Met互作确实能够诱导EMT转化从而促进肿瘤细胞转移。不仅深入阐释了肿瘤转移的新机制，也为临床上肺癌晚期诊断，以及可能的预防和治疗策略提供潜在指标和指导。
作者：王欣然
文章引用：
doi:10.1074/mcp.ra119.001502
文章链接：https://www.mcponline.org/content/early/2019/06/13/mcp.RA119.001502