通過GP130/STAT3通路的大B細胞淋巴瘤外泌體促進巨噬細胞M2極化

研究表明，腫瘤來源的外泌體可以將免疫細胞馴化為促腫瘤表型并促進腫瘤進展，包括侵襲性血管生成和腫瘤增殖以及轉移前微環(huán)境的形成。重要的是，免疫細胞向腫瘤微環(huán)境的募集和遷移受動態(tài)信號的調節(jié)，外泌體是這些相互作用的關鍵部分。

越來越多的證據(jù)表明，STAT3及其相關信號通路可能作為改變腫瘤免疫微環(huán)境的靶點，有利于腫瘤免疫治療。STAT3在腫瘤和免疫細胞中被IL-6激活。相比之下，免疫細胞中STAT3的敲除可誘導參與先天性免疫和T細胞介導的適應性免疫的Th1介質，這反過來又導致免疫細胞的抗腫瘤活性增加，從而阻礙腫瘤進展�？紤]STAT3在誘導腫瘤細胞和腫瘤相關免疫細胞免疫抑制方面的關鍵作用，更詳細地了解STAT3介導的免疫抑制可能會改善癌癥治療。

腫瘤外泌體被巨噬細胞內化后，外泌體中哪些成分促進巨噬細胞極化為M2表型尚不清楚。更重要的是，彌漫性大B細胞淋巴瘤（DLBCL）衍生的外泌體的哪些成分使巨噬細胞適應為促腫瘤的M2樣表型，其機制尚不清楚。GP130是IL-6家族的常見信號轉導受體亞基，具有抗腫瘤、抗炎和抗傷害活性。在沒有細胞因子配體的情況下，GP130突變體的持續(xù)激活導致JAK和 STAT3的持續(xù)激活，STAT3在炎癥誘導的腺癌中的重要作用也在GP130在上皮中持續(xù)激活的轉基因小鼠模型中得到證實。對GP130突變小鼠的研究表明，GP130和STAT3信號的激活導致炎癥相關的胃腫瘤。這些人類和小鼠遺傳研究表明，IL-6 / GP130 / JAK / STAT3信號軸的持續(xù)激活是誘發(fā)癌癥的重要因素，這使其成為治療或預防癌癥進展的有吸引力的靶點。

因此，在蘇州大學附屬第二醫(yī)院血液病科及醫(yī)學生物技術研究所和合肥京東方醫(yī)院核醫(yī)學科研究團隊的一項實驗中，研究人員探討了DLBCL衍生的外泌體促進THP-1來源的巨噬細胞極化為促腫瘤的M2樣表型的機制。研究從不同角度證明，DLBCL來源的外泌體可以通過轉移GP130來改變巨噬細胞的表型，有助于重建促瘤微環(huán)境。研究成果發(fā)表在 Chemico-Biological Interactions 期刊題為“Diffuse large B-cell lymphoma-derived exosomes push macrophage polarization toward M2 phenotype via GP130/STAT3 signaling pathway”。

首先，為了確定用外泌體處理的巨噬細胞對DLBCL細胞凋亡的影響，使用間接共培養(yǎng)系統(tǒng)，并通過Annexin V-FITC/PI 雙染色法評估早期和晚期細胞凋亡。結果發(fā)現(xiàn)，含有不同DLBCL外泌體的M0巨噬細胞誘導用表阿霉素處理的DLBCL細胞凋亡減少。此外，在M2巨噬細胞和不同DLBCL亞型細胞的間接共培養(yǎng)中，依次用IL-4 / IL-13和DLBCL外泌體處理的巨噬細胞誘導用表阿霉素處理的淋巴瘤細胞凋亡減少。此外，在間接共培養(yǎng)條件下，含有淋巴瘤外泌體的不同階段巨噬細胞對藥物誘導的淋巴瘤細胞凋亡具有相同的作用。這些結果表明，含有腫瘤外泌體的巨噬細胞可能會促進耐藥性。

然后，實驗探討了含有DLBCL衍生外泌體的巨噬細胞中的GP130 / STAT3信號傳導。蛋白質印跡分析顯示，GP130在不同DLBCL細胞的外泌體沉淀中大量表達（圖1 A）。在不同的DLBCL細胞系（OCI-LY1、OCI-LY3、SU-DHL2、SU-DHL8）的親代中也觀察到類似的GP130表達（圖1 B）。接著評估了不同DLBCL衍生的外泌體在不同分化階段對巨噬細胞的影響，蛋白質印跡結果顯示，在內化OCI-LY1或OCI-LY3來源的外泌體后，THP-1來源的M0巨噬細胞中的GP130和PSTAT3蛋白表達呈線性上調（圖1 C、D）。在含有OCI-LY1或OCI-LY3衍生外泌體的M2巨噬細胞中也觀察到GP130和PSTAT3的類似上調（圖1 K、L）。

圖1 GP130、PSTAT3和STAT3蛋白在DLBCL細胞和外泌體中的表達。

然后，為了評估巨噬細胞中GP130 / STAT3信號傳導的激活，在含有OCI-LY1或OCI-LY3衍生外泌體的M0 / M2巨噬細胞中測定BCL2，SURVIVIN和BAX的表達，發(fā)現(xiàn)抗凋亡蛋白BCL2和SURVIVIN均上調，而凋亡蛋白BAX下調。數(shù)據(jù)表明，用DLBCL衍生的外泌體處理，巨噬細胞中STAT3信號下游靶蛋白的BCL2，SURVIVIN和BAX的表達發(fā)生了變化。結果表明，DLBCL外泌體部分影響巨噬細胞中STAT3信號的激活。這些結果表明，DLBCL衍生外泌體的內化激活了GP130/STAT3的活化，導致下游凋亡相關蛋白的失調，以及抗凋亡蛋白BCL2和SURVIVIN的上調和凋亡蛋白BAX的下調。

GP130抑制劑SC144結合GP130誘導GP130磷酸化和去糖基化，阻斷STAT3磷酸化、核易位和進一步下游靶基因表達。因此，研究人員評估了SC144對含有DLBCL衍生外泌體的巨噬細胞細胞內STAT3信號激活的影響。蛋白質印跡結果顯示，當用SC144處理時，GP130和PSTAT3在含有OCI-LY1/OCI-LY3衍生外泌體的M0巨噬細胞中下調（圖2 A、B）。這表明，用SC144處理的DLBCL外泌體逆轉了單獨DLBCL外泌體在M0巨噬細胞中誘導的GP130和PSTAT3蛋白的上調。在含有用SC144處理的OCI-LY1 / OCI-LY3衍生外泌體的M2巨噬細胞中也觀察到類似效應（圖2 I、J）。

以上數(shù)據(jù)表明，受GP130抑制劑SC144干擾的DLBCL衍生外泌體可逆轉M0/M2巨噬細胞中STAT3的活化，抑制劑干預組GP130和PSTAT3的表達下調，且兩種蛋白的表達趨勢一致。此外，DLBCL外泌體的GP130是誘導巨噬細胞在不同分化階段激活STAT3信號的主要因素之一。

圖2 SC144內化外泌體后，M0/M2巨噬細胞中GP130和PSTAT3的表達下調。

接著，評估了用SC144處理的DLBCL衍生外泌體是否可以逆轉巨噬細胞中BCL2、SURVIVIN和BAX蛋白的上調表達，這是由DLBCL衍生的外泌體間接誘導的。結果顯示用SC144處理的OCI-LY1/OCI-LY3衍生外泌體逆轉了單獨DLBCL細胞外泌體誘導的M0/M2巨噬細胞中BCL2、SURVIVIN和BAX的表達。這表明，STAT3信號傳導的下游靶分子BCL2、SURVIVIN和BAX被逆轉，這與DLBCL外泌體中GP130的抑制導致M0 / M2巨噬細胞中STAT3信號失活有關。

最后，實驗進一步驗證了用SC144預處理的DLBCL衍生外泌體可以逆轉GP130激活STAT3信號所引起的巨噬細胞存活的變化，并繼續(xù)使用SC144處理DLBCL衍生的外泌體，評估用其處理的巨噬細胞中M2表型相關標志物和細胞因子的表達。結果顯示，與對照組相比，受SC144處理的不同亞型DLBCL衍生外泌體干擾的巨噬細胞中，M2表型相關標志物CD163、CD206和功能性細胞因子IL-10的基因表達下調（圖3）。它逆轉了由DLBCL衍生的外泌體誘導的M2表型相關標記基因CD163，CD206和IL-10的上調表達。驗證了不同亞型DLBCL衍生的外泌體在基因水平上通過GP130促進M2樣表型巨噬細胞的形成，并表明經(jīng)SC144預處理的DLBCL衍生外泌體可以抑制外泌體單獨誘導的M2樣表型巨噬細胞的形成，進一步證明DLBCL衍生外泌體的GP130促進了M2樣表型的形成�？傊�，它表明DLBCL衍生外泌體的GP130是促進巨噬細胞向更親腫瘤的M2樣表型極化的關鍵因素之一。

同時，用SC144預處理的外泌體也使巨噬細胞中IL-6的表達下調（圖3），因為IL-6是GP130的配體，隨著SC144的抑制，巨噬細胞中通過外泌體GP130激活STAT3信號誘導的IL-6上調表達的正反饋回路被破壞�？傊�，DLBCL衍生外泌體的GP130共同導致巨噬細胞STAT3信號的激活，促進巨噬細胞轉化為促腫瘤M2樣表型（圖4）。

圖3 用GP130抑制劑SC144預處理的外泌體可逆轉DLBCL外泌體在M0/M2巨噬細胞中單獨誘導的CD163、CD206、IL-10和IL-6的上調表達。
 

圖4 說明DLBCL外泌體的GP 130介導TME巨噬細胞極化功能的示意圖模型。DLBCL衍生外泌體的GP 130導致巨噬細胞STAT3信號的激活，促進巨噬細胞轉化為促腫瘤M2表型。

綜上所述，DLBCL衍生的外泌體通過GP130激活巨噬細胞的STAT3信號，促進巨噬細胞向促腫瘤表型的極化。DLBCL衍生的外泌體通過將GP130轉移到巨噬細胞上來重建腫瘤微環(huán)境，促進腫瘤進展。這表明癌癥來源的外泌體在腫瘤和免疫細胞之間的物質交換中發(fā)揮重要作用�？傊�，這項研究提供了對外泌體蛋白質在癌癥進展中的作用的見解，并進一步提高了我們對腫瘤來源的外泌體作為腫瘤微環(huán)境中重要介質的理解。以腫瘤微環(huán)境中的外泌體和巨噬細胞為治療靶點，為DLBCL臨床精準治療提供了新的視角。

參考文獻：Ling HY, Yang Z, Wang PJ, Sun Y, Ju SG, Li J, Fu JX. Diffuse large B-cell lymphoma-derived exosomes push macrophage polarization toward M2 phenotype via GP130/STAT3 signaling pathway. Chem Biol Interact. 2022 Jan 25;352:109779. doi: 10.1016/j.cbi.2021.109779. Epub 2021 Dec 17. PMID: 34922904.
原文鏈接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34922904/

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