通過(guò)GP130/STAT3通路的大B細(xì)胞淋巴瘤外泌體促進(jìn)巨噬細(xì)胞M2極化

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

越來(lái)越多的證據(jù)表明，STAT3及其相關(guān)信號(hào)通路可能作為改變腫瘤免疫微環(huán)境的靶點(diǎn)，有利于腫瘤免疫治療。STAT3在腫瘤和免疫細(xì)胞中被IL-6激活。相比之下，免疫細(xì)胞中STAT3的敲除可誘導(dǎo)參與先天性免疫和T細(xì)胞介導(dǎo)的適應(yīng)性免疫的Th1介質(zhì)，這反過(guò)來(lái)又導(dǎo)致免疫細(xì)胞的抗腫瘤活性增加，從而阻礙腫瘤進(jìn)展�？紤]STAT3在誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞和腫瘤相關(guān)免疫細(xì)胞免疫抑制方面的關(guān)鍵作用，更詳細(xì)地了解STAT3介導(dǎo)的免疫抑制可能會(huì)改善癌癥治療。

腫瘤外泌體被巨噬細(xì)胞內(nèi)化后，外泌體中哪些成分促進(jìn)巨噬細(xì)胞極化為M2表型尚不清楚。更重要的是，彌漫性大B細(xì)胞淋巴瘤（DLBCL）衍生的外泌體的哪些成分使巨噬細(xì)胞適應(yīng)為促腫瘤的M2樣表型，其機(jī)制尚不清楚。GP130是IL-6家族的常見(jiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)受體亞基，具有抗腫瘤、抗炎和抗傷害活性。在沒(méi)有細(xì)胞因子配體的情況下，GP130突變體的持續(xù)激活導(dǎo)致JAK和 STAT3的持續(xù)激活，STAT3在炎癥誘導(dǎo)的腺癌中的重要作用也在GP130在上皮中持續(xù)激活的轉(zhuǎn)基因小鼠模型中得到證實(shí)。對(duì)GP130突變小鼠的研究表明，GP130和STAT3信號(hào)的激活導(dǎo)致炎癥相關(guān)的胃腫瘤。這些人類和小鼠遺傳研究表明，IL-6 / GP130 / JAK / STAT3信號(hào)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(yù)防癌癥進(jìn)展的有吸引力的靶點(diǎn)。

因此，在蘇州大學(xué)附屬第二醫(yī)院血液病科及醫(yī)學(xué)生物技術(shù)研究所和合肥京東方醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科研究團(tuán)隊(duì)的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，研究人員探討了DLBCL衍生的外泌體促進(jìn)THP-1來(lái)源的巨噬細(xì)胞極化為促腫瘤的M2樣表型的機(jī)制。研究從不同角度證明，DLBCL來(lái)源的外泌體可以通過(guò)轉(zhuǎn)移GP130來(lái)改變巨噬細(xì)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(xì)胞對(duì)DLBCL細(xì)胞凋亡的影響，使用間接共培養(yǎng)系統(tǒng)，并通過(guò)Annexin V-FITC/PI 雙染色法評(píng)估早期和晚期細(xì)胞凋亡。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，含有不同DLBCL外泌體的M0巨噬細(xì)胞誘導(dǎo)用表阿霉素處理的DLBCL細(xì)胞凋亡減少。此外，在M2巨噬細(xì)胞和不同DLBCL亞型細(xì)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(xì)胞誘導(dǎo)用表阿霉素處理的淋巴瘤細(xì)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(xì)胞對(duì)藥物誘導(dǎo)的淋巴瘤細(xì)胞凋亡具有相同的作用。這些結(jié)果表明，含有腫瘤外泌體的巨噬細(xì)胞可能會(huì)促進(jìn)耐藥性。

然后，實(shí)驗(yàn)探討了含有DLBCL衍生外泌體的巨噬細(xì)胞中的GP130 / STAT3信號(hào)傳導(dǎo)。蛋白質(zhì)印跡分析顯示，GP130在不同DLBCL細(xì)胞的外泌體沉淀中大量表達(dá)（圖1 A）。在不同的DLBCL細(xì)胞系（OCI-LY1、OCI-LY3、SU-DHL2、SU-DHL8）的親代中也觀察到類似的GP130表達(dá)（圖1 B）。接著評(píng)估了不同DLBCL衍生的外泌體在不同分化階段對(duì)巨噬細(xì)胞的影響，蛋白質(zhì)印跡結(jié)果顯示，在內(nèi)化OCI-LY1或OCI-LY3來(lái)源的外泌體后，THP-1來(lái)源的M0巨噬細(xì)胞中的GP130和PSTAT3蛋白表達(dá)呈線性上調(diào)（圖1 C、D）。在含有OCI-LY1或OCI-LY3衍生外泌體的M2巨噬細(xì)胞中也觀察到GP130和PSTAT3的類似上調(diào)（圖1 K、L）。

圖1 GP130、PSTAT3和STAT3蛋白在DLBCL細(xì)胞和外泌體中的表達(dá)。

然后，為了評(píng)估巨噬細(xì)胞中GP130 / STAT3信號(hào)傳導(dǎo)的激活，在含有OCI-LY1或OCI-LY3衍生外泌體的M0 / M2巨噬細(xì)胞中測(cè)定BCL2，SURVIVIN和BAX的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)抗凋亡蛋白BCL2和SURVIVIN均上調(diào)，而凋亡蛋白BAX下調(diào)。數(shù)據(jù)表明，用DLBCL衍生的外泌體處理，巨噬細(xì)胞中STAT3信號(hào)下游靶蛋白的BCL2，SURVIVIN和BAX的表達(dá)發(fā)生了變化。結(jié)果表明，DLBCL外泌體部分影響巨噬細(xì)胞中STAT3信號(hào)的激活。這些結(jié)果表明，DLBCL衍生外泌體的內(nèi)化激活了GP130/STAT3的活化，導(dǎo)致下游凋亡相關(guān)蛋白的失調(diào)，以及抗凋亡蛋白BCL2和SURVIVIN的上調(diào)和凋亡蛋白BAX的下調(diào)。

GP130抑制劑SC144結(jié)合GP130誘導(dǎo)GP130磷酸化和去糖基化，阻斷STAT3磷酸化、核易位和進(jìn)一步下游靶基因表達(dá)。因此，研究人員評(píng)估了SC144對(duì)含有DLBCL衍生外泌體的巨噬細(xì)胞細(xì)胞內(nèi)STAT3信號(hào)激活的影響。蛋白質(zhì)印跡結(jié)果顯示，當(dāng)用SC144處理時(shí)，GP130和PSTAT3在含有OCI-LY1/OCI-LY3衍生外泌體的M0巨噬細(xì)胞中下調(diào)（圖2 A、B）。這表明，用SC144處理的DLBCL外泌體逆轉(zhuǎn)了單獨(dú)DLBCL外泌體在M0巨噬細(xì)胞中誘導(dǎo)的GP130和PSTAT3蛋白的上調(diào)。在含有用SC144處理的OCI-LY1 / OCI-LY3衍生外泌體的M2巨噬細(xì)胞中也觀察到類似效應(yīng)（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(zhuǎn)M0/M2巨噬細(xì)胞中STAT3的活化，抑制劑干預(yù)組GP130和PSTAT3的表達(dá)下調(diào)，且兩種蛋白的表達(dá)趨勢(shì)一致。此外，DLBCL外泌體的GP130是誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞在不同分化階段激活STAT3信號(hào)的主要因素之一。

圖2 SC144內(nèi)化外泌體后，M0/M2巨噬細(xì)胞中GP130和PSTAT3的表達(dá)下調(diào)。

接著，評(píng)估了用SC144處理的DLBCL衍生外泌體是否可以逆轉(zhuǎn)巨噬細(xì)胞中BCL2、SURVIVIN和BAX蛋白的上調(diào)表達(dá)，這是由DLBCL衍生的外泌體間接誘導(dǎo)的。結(jié)果顯示用SC144處理的OCI-LY1/OCI-LY3衍生外泌體逆轉(zhuǎn)了單獨(dú)DLBCL細(xì)胞外泌體誘導(dǎo)的M0/M2巨噬細(xì)胞中BCL2、SURVIVIN和BAX的表達(dá)。這表明，STAT3信號(hào)傳導(dǎo)的下游靶分子BCL2、SURVIVIN和BAX被逆轉(zhuǎn)，這與DLBCL外泌體中GP130的抑制導(dǎo)致M0 / M2巨噬細(xì)胞中STAT3信號(hào)失活有關(guān)。

最后，實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證了用SC144預(yù)處理的DLBCL衍生外泌體可以逆轉(zhuǎn)GP130激活STAT3信號(hào)所引起的巨噬細(xì)胞存活的變化，并繼續(xù)使用SC144處理DLBCL衍生的外泌體，評(píng)估用其處理的巨噬細(xì)胞中M2表型相關(guān)標(biāo)志物和細(xì)胞因子的表達(dá)。結(jié)果顯示，與對(duì)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(xì)胞中，M2表型相關(guān)標(biāo)志物CD163、CD206和功能性細(xì)胞因子IL-10的基因表達(dá)下調(diào)（圖3）。它逆轉(zhuǎn)了由DLBCL衍生的外泌體誘導(dǎo)的M2表型相關(guān)標(biāo)記基因CD163，CD206和IL-10的上調(diào)表達(dá)。驗(yàn)證了不同亞型DLBCL衍生的外泌體在基因水平上通過(guò)GP130促進(jìn)M2樣表型巨噬細(xì)胞的形成，并表明經(jīng)SC144預(yù)處理的DLBCL衍生外泌體可以抑制外泌體單獨(dú)誘導(dǎo)的M2樣表型巨噬細(xì)胞的形成，進(jìn)一步證明DLBCL衍生外泌體的GP130促進(jìn)了M2樣表型的形成�？傊�，它表明DLBCL衍生外泌體的GP130是促進(jìn)巨噬細(xì)胞向更親腫瘤的M2樣表型極化的關(guān)鍵因素之一。

同時(shí)，用SC144預(yù)處理的外泌體也使巨噬細(xì)胞中IL-6的表達(dá)下調(diào)（圖3），因?yàn)镮L-6是GP130的配體，隨著SC144的抑制，巨噬細(xì)胞中通過(guò)外泌體GP130激活STAT3信號(hào)誘導(dǎo)的IL-6上調(diào)表達(dá)的正反饋回路被破壞�？傊�，DLBCL衍生外泌體的GP130共同導(dǎo)致巨噬細(xì)胞STAT3信號(hào)的激活，促進(jìn)巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)化為促腫瘤M2樣表型（圖4）。

圖3 用GP130抑制劑SC144預(yù)處理的外泌體可逆轉(zhuǎn)DLBCL外泌體在M0/M2巨噬細(xì)胞中單獨(dú)誘導(dǎo)的CD163、CD206、IL-10和IL-6的上調(diào)表達(dá)。
 

圖4 說(shuō)明DLBCL外泌體的GP 130介導(dǎo)TME巨噬細(xì)胞極化功能的示意圖模型。DLBCL衍生外泌體的GP 130導(dǎo)致巨噬細(xì)胞STAT3信號(hào)的激活，促進(jìn)巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)化為促腫瘤M2表型。

綜上所述，DLBCL衍生的外泌體通過(guò)GP130激活巨噬細(xì)胞的STAT3信號(hào)，促進(jìn)巨噬細(xì)胞向促腫瘤表型的極化。DLBCL衍生的外泌體通過(guò)將GP130轉(zhuǎn)移到巨噬細(xì)胞上來(lái)重建腫瘤微環(huán)境，促進(jìn)腫瘤進(jìn)展。這表明癌癥來(lái)源的外泌體在腫瘤和免疫細(xì)胞之間的物質(zhì)交換中發(fā)揮重要作用。總之，這項(xiàng)研究提供了對(duì)外泌體蛋白質(zhì)在癌癥進(jìn)展中的作用的見(jiàn)解，并進(jìn)一步提高了我們對(duì)腫瘤來(lái)源的外泌體作為腫瘤微環(huán)境中重要介質(zhì)的理解。以腫瘤微環(huán)境中的外泌體和巨噬細(xì)胞為治療靶點(diǎn)，為DLBCL臨床精準(zhǔn)治療提供了新的視角。

參考文獻(xiàn)：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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