【STTT】北京协和医院联合中山大学研究发现靶向非小细胞肺癌淋巴转移的新机制

11月4日，中国医学科学院北京协和医院李单青与中山大学陈长昊共同在《Signal Transduction and Targeted Therapy》上发表题为“SUMOylation-triggered ALIX activation modulates extracellular vesicles circTLCD4-RWDD3 to promote lymphatic metastasis of non-small cell lung cancer”的研究论文，我们的研究结果揭示了 SUM 化 hnRNPA2B1 诱导的 EV-packaged 的circTLCD4-RWDD3 促进 NSCLC LN 转移的精确机制，表明EV-packaged 的 circTLCD4-RWDD3 可能是针对 LN 转移性 NSCLC 的潜在治疗靶点。

https://www.nature.com/articles/s41392-023-01685-0

研究背景

 01 

肺癌是全球癌症相关死亡的主要原因，也是全球第二大最常见的恶性肿瘤。大约 85% 的肺癌是非小细胞肺癌（NSCLC）。淋巴结（LN）转移是 NSCLC 的主要转移途径，是患者预后的重要指标，诱导患者的 5 年生存率从 75% 恶化到 20%。此外，尽管 LN 转移在 NSCLC 中的关键作用已经得到充分证实，但对相关调控机制的有限理解极大地阻碍了针对 LN 转移性 NSCLC 的有效靶向治疗的发展。

淋巴管生成是指淋巴管从预先存在的淋巴网络中萌发，这是转移潜力的标志，通过促进肿瘤细胞扩散到淋巴系统，作为肿瘤 LN 转移的中心和限速过程发生。先前的研究表明，肿瘤组织中不受控制的淋巴管生成是 NSCLC LN 转移的关键预测因子。肿瘤细胞与淋巴管之间的相互作用通过多种信号分子的相互传递是刺激肿瘤淋巴管生成的常见方式，其中细胞外囊泡（EVs）是内源性纳米级膜颗粒，可运输分子货物以介导细胞间通讯并促进肿瘤淋巴管生成。靶向肿瘤细胞来源的EVs阻断肿瘤细胞与淋巴内皮细胞之间的生物货物传递，在抑制肿瘤淋巴管生成和LN转移方面表现出很大的作用。然而，NSCLC来源的EVs在NSCLC淋巴管生成和LN转移中的确切生物学作用和潜在机制仍然很大程度上是未知的，需要进一步阐明。

研究进展

 02 

鉴于淋巴管生成在介导肿瘤LN转移中的关键作用，我们在体外研究了EV-packaged的circTLCD4-RWDD3对NSCLC淋巴管生成的影响。与其他NSCLC细胞系或BEAS-2B正常肺上皮细胞的EV相比，先前被证明具有高LN转移倾向的A549和H1299细胞的EV在更大程度上促进了HLEC的迁移和管形成。这一观察结果与A549和H1299细胞囊泡中较高水平的circTLCD4-RWDD3一致。此外，与对照组相比，来自circTLCD4-RWDD3敲低的A549和H1299细胞的EV显著损害了HLECs的迁移和管形成，而来自circTLCD4-RWDD3上调的A549和H1299细胞的EVs显著增强了HLEC的迁移和管形成（图2a）。此外，我们通过转染靶向 TLCD4-RWDD3 外显子 2 上游内含子上游 Alu 序列边界的配对 gRNA，成功建立了 circTLCD4-RWDD3-敲除 （circTLCD4-RWDD3KO） NSCLC 细胞系，从而删除了关键的 Alu 元件，并证明与对照组相比，来自 circTLCD4-RWDD3KO A549 和 H1299 细胞的 EV 显著抑制了 HLEC 的管形成和迁移。综上所述，这些结果表明，NSCLC细胞分泌的EV-packaged的circTLCD4-RWDD3促进HLEC的管形成和迁移，从而在体外诱导NSCLC的淋巴管生成。

EV-packaged 的 circTLCD4-RWDD3 体外促进 NSCLC 淋巴管生成

研究结果

 03 

在这项研究中，我们采用高通量测序鉴定了一种新型环状RNA（circRNA），circTLCD4-RWDD3，它在LN转移性NSCLC的细胞外囊泡（EVs）中显著上调，并且与来自多中心临床队列的NSCLC患者的OS和DFS恶化呈正相关。下调EV-packaged的 circTLCD4-RWDD3 的表达在体外和体内均抑制 NSCLC 的淋巴管生成和 LN 转移。从机制上看，circTLCD4-RWDD3 与 hnRNPA2B1 发生物理相互作用，并通过上调 UBC9 介导 hnRNPA2B1 K108 残基的 SUMO2 修饰。随后，circTLCD4-RWDD3诱导的SUMO化hnRNPA2B1被ALIX的SUMO相互作用基序（SIM）识别并激活ALIX募集ESCRT-III，从而促进circTLCD4-RWDD3分选为NSCLC细胞衍生的EV。此外，EV-packaged的circTLCD4-RWDD3被淋巴内皮细胞内化，激活PROX1的转录，导致NSCLC的淋巴管生成和LN转移。重要的是，通过 ALIX 或 hnRNPA2B1 的 K108 残基中的突变 SIM 阻断 EV 介导的 circTLCD4-RWDD3 的传递，抑制了 NSCLC 体内淋巴管生成和 LN 转移。

EV-packaged的circTLCD4-RWDD3促进NSCLCLN转移的潜在机制示意图

综上所述，我们的研究阐明了一种新的机制，即 SUMO化 hnRNPA2B1 通过与 ALIX 中的 SIM 基序相互作用促进 ALIX 激活，促进 EV-packaged的 circTLCD4-RWDD3，导致 NSCLC 的淋巴管生成和 LN 转移。系统阐明 SUMO 化依赖性 EV-packaged的 circTLCD4-RWDD3 促进 NSCLC LN 转移的机制，提示 EV-packaged的 circTLCD4-RWDD3 是 LN 转移性 NSCLC 的有效治疗靶点。（转化医学网360zhyx.com）

参考资料：

https://www.nature.com/articles/s41392-023-01685-0

注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。