遨游在科研海洋中的甄博登场喽！在这秋高气爽的季节里，科研人奋力拼搏，坚定地走向创新的彼岸。当今，国自然C位担当巨噬细胞，热度依旧。今年8月，荷兰癌症研究所 Leila Akkari 团队在 Cell 发表论文 Macrophage-mediated myelin recycling fuels brain cancer malignancy，发现体内”叛徒“巨噬细胞释放脂质”喂养“癌细胞。今日，甄博又发现一篇巨噬细胞的好文章，接下来跟随甄博一起来学一下《Exosomal miR-106a-5p from highly metastatic colorectal cancer cells drives liver metastasis by inducing macrophage M2 polarization in the tumor microenvironment》这篇文章的可取之处吧！
1.首次揭示外泌体miR-106a-5p在CRC细胞与巨噬细胞间的相互作用。
2.阐明hnRNPA1在外泌体miRNA包装中的新功能。
3.研究发现外泌体miR-106a-5p诱导的M2型巨噬细胞可以促进CRC肝转移，为CRC的治疗提供了新的靶点。
4.通过临床验证，发现CRC患者血浆中的外泌体miR-106a-5p水平可以作为预测预后的独立指标，为CRC的个体化治疗提供了依据。
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题目：来自高度转移性结直肠癌细胞的外泌体 miR-106a-5p 通过在肿瘤微环境中诱导巨噬细胞 M2 极化来驱动肝转移
杂志：J Exp Clin Cancer Res
影响因子：IF=11.4
发表时间：2024年10月
研究背景
肿瘤微环境 （TME） 是一个由错综复杂的细胞间串扰编排的动态系统。TME 内的巨噬细胞在驱动肿瘤进展中起着至关重要的作用。外泌体是肿瘤细胞与 TME 之间通讯的关键介质。目前在结直肠癌 （CRC） 进展过程中，肿瘤细胞和巨噬细胞之间外泌体驱动串扰的潜在机制仍未完全阐明。
研究思路
分析单细胞 RNA 测序数据，用超速离心法分离外泌体，通过多种技术表征外泌体，分析外泌体中差异表达的 miRNAs，用免疫荧光观察相关指标，通过多种实验评估巨噬细胞极化，用 miRNA pull - down、RIP 和双荧光素酶报告基因实验评估分子间相互作用，用 Transwell 实验和肝转移模型研究相关作用。
研究结果
单细胞 RNA 测序显示肝转移 CRC 中 M2 巨噬细胞浸润增加
为比较伴有CRC组织与无肝转移CRC组织的原发肿瘤微环境差异，分析GEO数据库中的单细胞RNA测序数据。结果发现，伴有肝转移的CRC组织中T/NK细胞和髓系细胞，尤其是M2型巨噬细胞的比例显著更高。鉴于M2型巨噬细胞与肿瘤转移有关，进一步探究其与CRC肝转移的关系。
高度转移性 CRC 细胞释放的外泌体驱动巨噬细胞 M2 极化
免疫荧光分析显示，伴有肝转移的CRC组织中M2型巨噬细胞数量显著增加，提示有促M2极化物质。高转移性CRC细胞的外泌体能诱导更多巨噬细胞向M2型极化，表现为相关基因表达上调及M2标志物分泌增加。
图1 高度转移性 CRC 细胞释放的外泌体驱动巨噬细胞 M2 极化
高度转移性 CRC 细胞外泌体中 miR-106a-5p 的丰度
分析GEO数据库中的miRNA测序数据，发现hsa-miR-106a-5p（简称miR-106a-5p）在转移性CRC患者血浆和高转移性CRC细胞外泌体中高表达。进一步实验表明，与高转移性CRC细胞外泌体孵育的巨噬细胞中miR-106a-5p水平显著高于与低转移性细胞外泌体孵育的巨噬细胞。去除外泌体后，巨噬细胞中miR-106a-5p表达显著降低，且细胞外miR-106a-5p主要包裹在囊泡内。此外，标记实验显示外泌体可内化进入巨噬细胞，并携带miR-106a-5p从CRC细胞转移到巨噬细胞。
图2 miR-106a-5p 在高度转移性 CRC 细胞外泌体中的丰度
hnRNPA1 对 miR-106a-5p 包装到外泌体中的调控
通过数据库筛选和实验验证，确定hnRNPA1能与miR-106a-5p特异性结合，并位于外泌体中。敲低CRC细胞中的hnRNPA1显著减少了miR-106a-5p通过外泌体向巨噬细胞的转移，且两者在细胞质和外泌体中相互作用，但在细胞核中不相互作用。此外，miR-106a-5p结合序列（CAGGUA）的突变消除了这种相互作用。
图3 hnRNPA1 对 miR-106a-5p 包装到外泌体中的调节
外泌体 miR-106a-5p 诱导 M2 极化
将HCT 116 细胞中的miR-106a-5p敲低，并在 SW480 细胞中过表达，分离外泌体并添加到 Mφ 中。结果敲低 miR-106a-5p 显著减弱 HCT 116 细胞外泌体诱导 Mφ M2 极化的能力，过表达 miR-106a-5p 显著增强 SW480 细胞外泌体诱导 Mφ M2 极化的能力（图 D）。在 Mφ 中过表达 miR-106a-5p可以显著促进 Mφ M2 极化。这些结果表明，源自 CRC 细胞的外泌体 miR-106a-5p 可以促进巨噬细胞 M2 极化。
图4 外泌体 miR-106a-5p 诱导 M2 极化
巨噬细胞中外泌体 miR-106a-5p 直接靶向 SOCS6 并激活 JAK2/STAT3 信号通路
利用生物信息学工具预测并验证miR-106a-5p通过直接靶向SOCS6调控巨噬细胞M2极化。miR-106a-5p能结合SOCS6的3'UTR区，下调其表达，并激活JAK2/STAT3信号通路。来自HCT 116和SW480细胞的外泌体通过携带miR-106a-5p也具有相同效应。进一步实验证明，SOCS6的过表达能减弱由miR-106a-5p诱导的M2极化标志物的上调，而SOCS6的敲低则能逆转此效应。
图5 巨噬细胞中外泌体 miR-106a-5p 直接靶向 SOCS6 并激活 JAK2/STAT3 信号通路
外泌体 miR-106a-5p 诱导的 M2 巨噬细胞相互促进 CRC 肝转移
用miR-106a-5p模拟物或相应的对照组转染Mφ细胞，向HCT-8和LoVo细胞系中加入条件培养基（CM）。Transwell显示，外源miR-106a-5p诱导的M2巨噬细胞能显著促进HCT-8和LoVo细胞的迁移和侵袭。
体外实验表明，CRC 细胞外泌体 miR-106a-5p 诱导的 M2 巨噬细胞显著增强 HCT-8 和 LoVo 细胞的迁移和侵袭能力。体内实验也显示，CRC 细胞外泌体 miR-106a-5p 诱导的 M2 巨噬细胞显著促进 LoVo 细胞的肝转移。这些结果表明，miR-106a-5p外泌体诱导的M2巨噬细胞可反过来促进CRC的肝转移。
图6 外泌体 miR-106a-5p 诱导的 M2 巨噬细胞相互促进 CRC 肝转移
血浆外泌体 miR-106a-5p 升高是 CRC 的独立预后标志物
血浆外泌体miR-106a-5p在CRC患者中高表达，与肝转移和不良预后相关，可作为CRC诊断和治疗的有价值的独立预后指标。从CRC患者和健康个体中分离血浆外泌体，qRT-PCR结果显示CRC患者血浆外泌体miR-106a-5p表达水平高于健康个体，且伴有肝转移的CRC患者表达更高。术后患者血浆外泌体miR-106a-5p表达显著下降，表明其主要由肿瘤产生。外泌体miR-106a-5p表达水平与肿瘤分化差、远处转移及淋巴/微血管/神经周围浸润密切相关，并作为CRC患者的独立预后因素。Kaplan-Meier生存分析显示，高表达血浆外泌体miR-106a-5p的CRC患者总生存期和无病生存期显著降低。
图7 血浆外泌体 miR-106a-5p 升高是 CRC 的独立预后标志物
文章小结
这篇文章通过实验探究外泌体miR-106a-5p在CRC细胞与巨噬细胞间的相互作用，以及这种相互作用对CRC肝转移的影响，为疾病临床治疗提供理论参考。看完你是不是也有想法了呢？如果你一时间想不出让人拍案叫绝的研究切入点，又有发文需求，那就赶紧联系甄博，甄博有很多让人眼前一亮的思路可以分享给你哦！甄博坐等大家召唤~
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