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“ABBS生物化学与生物物理学报”
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导 读
血管生成素1（Angiopoietin-1，ANG1）属于血管生成素家族，通常由周细胞（Pericyte）表达并经糖基化后分泌到细胞外，作用于血管内皮细胞Tie2受体而促进内皮细胞存活、迁移和管腔形成，进而参与血管新生、管腔重建和稳定的调控。近年研究显示，肿瘤细胞亦可表达并分泌ANG1，促进肿瘤血管新生，然而ANG1在肿瘤细胞内的功能和作用机制尚未清楚。最近昆明医科大学生物医学工程研究院陈策实研究员团队发现，ANG1在三阴性乳腺癌（Triple-negative breast cancer，TNBC）中高表达，并通过非分泌形式激活羧肽酶A4（Carboxypeptidase A4，CPA4）基因的转录和表达，进而通过上调Cyclin D1促进癌细胞增殖。2023年5月9日，该团队在Acta Biochimica et Biophysica Sinica期刊在线发表题为“Angiopoietin-1 promotes triple-negative breast cancer cell proliferation by upregulating carboxypeptidase A4”的研究论文。
研究人员在TNBC癌细胞中敲低ANG1的表达，并通过SRB和克隆形成实验发现敲低ANG1可显著抑制癌细胞增殖。当在TNBC癌细胞中过表达ANG1，则可显著促进癌细胞增殖，且该促进作用基于其非分泌形式（图1）。
图1. ANG1以非分泌形式促进TNBC癌细胞增殖
研究人员进一步通过流式检测细胞周期和细胞凋亡情况，发现ANG1的敲低可导致TNBC癌细胞发生G1期阻滞，并诱导癌细胞凋亡。同时Western blot实验显示ANG1敲低可显著下调G1期重要调控分子Cyclin D1的表达（图2）。
图2. ANG1敲低诱导TNBC癌细胞G1期阻滞和凋亡
为了明确ANG1如何参与癌细胞增殖调控，研究人员通过进行RNA-seq发现，ANG1的敲低可显著下调CPA4基因的转录。在TCGA数据库乳腺癌临床样本中，CPA4与ANG1一样，在TNBC中显著高表达，且二者表达水平具有正相关趋势。研究人员通过Real-time PCR和Western blot实验，明确ANG1在TNBC癌细胞中通过激活CPA4基因转录而上调CPA4表达（图3）。
图3. ANG1在TNBC癌细胞中参与CPA4基因的转录调控
研究人员通过在TNBC癌细胞中敲低CPA4的表达，发现该分子的敲低亦可下调Cyclin D1表达，并显著抑制癌细胞增殖。为明确ANG1是否通过CPA4/Cyclin D1轴影响癌细胞增殖，研究人员进一步在过表达ANG1的基础上敲低CPA4的表达。Western blot和SRB实验结果显示，ANG1过表达可上调TNBC癌细胞中CPA4和Cyclin D1的蛋白水平，并显著促进癌细胞增殖，而CPA4的敲低则能部分抵抗由ANG1过表达所致的CyclinD1上调和增殖促进作用（图4）。
图4. ANG1在TNBC癌细胞中通过CPA4/Cyclin D1轴促进细胞增殖
为了明确ANG1是否通过CPA4/Cyclin D1轴影响TNBC肿瘤生长，研究人员利用ANG1稳定过表达的TNBC细胞，在雌性裸鼠第四对乳腺脂肪垫内建立乳腺癌移植瘤模型，实验结果显示ANG1过表达可显著促进TNBC移植瘤生长。通过进一步对移植瘤组织样本进行Western blot、免疫组织化学和Real-time PCR等实验，结果显示ANG1过表达能显著上调移植瘤内CPA4的转录水平，并增加CPA4、Cyclin D1和Ki67的蛋白水平（图5）。
图5. ANG1通过上调CPA4/Cyclin D1轴而促进TNBC移植瘤生长
这项研究表明，ANG1在临床TNBC样本中高表达并提示不良预后，该蛋白分子通过非分泌形式激活TNBC癌细胞中CPA4基因的转录，进而通过上调CPA4/Cyclin D1轴，以促进癌细胞增殖和移植瘤生长。
Angiopoietin-1 promotes triple-negative breast cancer cell proliferation by upregulating carboxypeptidase A4
Xue Liu 1,2,3,†, Huichun Liang3,†,*, Huan Fang3, Ji Xiao4, Chuanyu Yang3, Zhongmei Zhou5,*, Jing Feng2,8,*, Ceshi Chen3,6,7,*
lMedical College, Anhui University of Science and Technology, Huainan 232001, China, 2Department of Laboratory Medicine & Central Laboratory, Fengxian District Central Hospital of Shanghai, Shanghai 201499, China, 3Key Laboratory of Animal Models and Human Disease Mechanisms of the Chinese Academy of Sciences and Yunnan Province, Kunming Institute of Zoology, Chinese Academy of Sciences, Kunming 650201, China, 4College of Life Science and Technology, Guangzhou Jinan Biomedicine Research and Development Center, Jinan University, Guangzhou 510632, China, 5The School of Continuing Education, Kunming Medical University, Kunming 650500, China, 6Academy of Biomedical Engineering, Kunming Medical University, Kunming 650500, China, 7The Third Affiliated Hospital, Kunming Medical University, Kunming 650106, China, and 8The Second Affiliated Hospital of the Chinese University of Hong Kong, Shenzhen 518172, China
†These authors contributed equally to this work.
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通 讯 作 者
陈策实，博士，研究员，博导。昆明医科大学生物医学工程研究院院长，云南省肿瘤医院副院长，中科院昆明动物研究所肿瘤生物学课题组组长。2010年云南省“引进高端科技人才”，2011年中国科学院百人计划，2013年中国自然科学基金委“杰出青年”，2018年中组部万人计划科技创新领军人才和云南省云岭学者，政府特殊津贴专家。主持国家自然科学基金重点项目，科技部重点研发计划项目首席科学家。从事乳腺癌、泛素化、干细胞、抗癌药物等方面研究。Adv Sci，J Clin Invest，Nat Commun，Cell Death Differ, Cancer Res等期刊上发表140余篇SCI论文。被引用7700多次，H指数49。Int J Biol Sci执行主编，Cancer Sci副主编，ABBS，Cancer Lett，J Genet Genomics，Genes Dis，Cells和J Biol Chem等期刊编委。中国抗癌协会乳腺癌专业委员会常委，中国细胞生物学会肿瘤细胞分会副会长，中国细胞生物学会理事。
THE END
ABBS《生物化学与生物物理学报》，1958年创刊，中国科学院分子细胞科学卓越创新中心（生物化学与细胞生物学研究所）主办，主编丁建平研究员。本刊为完全开放获取（OPEN ACCESS）期刊。出版生物化学、分子生物学、生物物理学的综述、论文和简讯。入选中国科技期刊卓越行动计划梯队期刊类项目。2021年JCR IF为3.511，生物化学与分子生物学领域Q3，生物物理学领域Q2。
审核 徐明华/徐文琳
编辑 寿彩华/郑福军 美工 寿彩华
编辑部 abbs@sibs.ac.cn
