肝癌細胞分泌外泌體microRNA-103增加了血管通透性并通過靶向連接蛋白促進轉移

血管通透性增加有助于癌癥轉移。越來越多的證據表明，分泌型microRNA可能介導癌細胞和基質細胞之間的串擾。迄今為止，分泌型miRNA是否影響及如何影響血管通透性尚不清楚。近日，中山大學生命科學院莊詩美教授在《Hepatology》(IF=13.246）雜志上發表的文章揭示了分泌型miRNA影響血管通透性的機制。研究人員首先通過測序和定量PCR，血清miR-103水平與肝細胞癌（HCC）轉移潛能正相關。體外內皮通透性和跨內皮侵襲測定結果顯示，來自miR-103高表達肝癌細胞的條件培養基或外泌體增加了內皮通透性，但如果通過沉默ALIX和HRS阻斷肝細胞瘤細胞的外泌體分泌或拮抗肝細胞瘤或內皮細胞內的miR-103，則該作用減弱。最重要的是，用穩定表達miR-103的肝癌細胞分泌的外泌體孵育單層內皮細胞，促進了腫瘤細胞的跨內皮侵襲，并且這種外泌體的作用可通過抑制內皮細胞中的miR-103而被抑制。進一步體內研究發現，與對照組小鼠相比，轉染穩定表達miR-103的肝癌細胞的小鼠表現出更高的腫瘤血管通透性，更高的外泌體miR-103表達且其血液中循環腫瘤細胞數量更多，肝和肺轉移率增加。機制研究表明，肝癌細胞分泌的miR-103可能通過外泌體傳遞到內皮細胞中，然后通過直接抑制VE-Cadherin、p120和ZO-1的表達來減弱內皮連接的完整性。此外，miR-103還可通過抑制p120在肝癌細胞中的表達促進腫瘤細胞遷移。這項研究表明，肝癌細胞分泌的外泌體miR-103通過靶向多種內皮連接蛋白增加血管通透性并促進腫瘤轉移，并突出了分泌的miR-103可作為潛在的治療靶標和HCC轉移的預測標記物。

技術路線

1. 發現miR-103

2. 體內體外驗證

研究結果

1.     肝癌細胞分泌的miR-103增加單層內皮細胞的通透性并促進體外腫瘤細胞的跨內皮侵襲

圖1. HCC患者血清和肝癌細胞條件培養基中miR-103的檢測。

（A）血清miR-103水平升高與HCC復發率較高有關。

（B）轉移性肝癌細胞表達并分泌高水平的miR-103。

圖2.肝癌細胞分泌的外泌體miR-103增加單層內皮細胞的通透性并促進體外腫瘤細胞的跨內皮侵襲。

（A）用QGY-7703衍生的外泌體預處理的HUVEC單層，滲透性增加。

（B）用來自miR-103穩定表達的LO2或HepG2細胞的外泌體預處理的HUVEC單層，通透性增加。

（C）拮抗內源性miR-103或阻斷QGY-7703細胞的外泌體分泌減弱了QGY-7703衍生的外泌體增強內皮通透性的能力。

（D）在HUVEC中拮抗miR-103減弱了QGY-7703衍生的外泌體增加內皮通透性的能力。

（E）miR-103穩定表達肝癌細胞外泌體預處理HUVEC單層侵襲能力更強。

（F）在HUVEC中拮抗miR-103減弱了QGY-miR-103衍生的外泌體增加癌細胞的跨內皮侵襲的能力。

2.     肝癌細胞分泌的miR-103增加血管通透性并促進體內轉移

圖3肝癌細胞分泌的外泌體miR-103增加血管通透性并促進體內轉移。

（A）攜帶源自QGY-miR-103腫瘤的小鼠血漿中的外泌體的miR-103水平增加。

（B-C）QGY-miR-103-腫瘤脈管系統表現出較高的滲透性。

（D）攜帶QGY-miR-103腫瘤的小鼠循環腫瘤細胞數量增加。

（E-F）攜帶QGY-miR-103腫瘤的小鼠，轉移能力更強。

3.         肝癌細胞分泌的miR-103通過外泌體被遞送到內皮細胞中

圖4.肝癌細胞分泌的miR-103通過外泌體遞送入內皮細胞。

（A）與QGY-7703細胞衍生的外泌體孵育的HUVECs中成熟miR-103的水平增加。

（B）在QGY-7703細胞中拮抗內源性miR-103減弱了QGY-7703衍生的外泌體在HUVEC中增加miR-103水平的能力。

（C）阻斷QGY-7703細胞的外泌體分泌減弱了QGY-7703衍生的外泌體提高HUVEC中miR-103水平的能力。

（D）外泌體miR-103被內化到HUVEC中。

4.         肝癌細胞分泌的外泌體miR-103通過靶向VE-Cad，p120和ZO-1，減弱了內皮細胞的連接完整性

圖5.肝癌細胞分泌的外泌體miR-103減弱了HUVEC單層的內皮連接完整性。

（A）用HepG2-miR-103衍生的外泌體處理的HUVEC單層VE-Cad，p120和ZO-1表達的顯著降低。

（B）在QGY-7703細胞中拮抗內源性miR-103減弱了QGY-7703衍生的外泌體降低HUVEC單層中VE-Cad，p120和ZO-1表達的能力。

（C）在HUVEC中拮抗miR-103減弱了QGY-7703衍生的外泌體降低VE-Cad，p120和ZO-1表達的能力。

圖6.肝癌細胞分泌的miR-103直接抑制受體HUVEC中VE-Cad，p120和ZO-1的表達。

（A-C）用來自miR-103穩定表達細胞的外泌體處理的HUVEC細胞中VE-Cad，p120和ZO-1的蛋白水平降低。

（D）在QGY-7703細胞中拮抗內源性miR-103減弱了QGY-7703衍生的外泌體降低HUVEC中VE-Cad，p120和ZO-1表達的能力。

（E）在HUVEC中拮抗miR-103減弱了QGY-7703衍生的外泌體降低VE-Cad，p120和ZO-1表達的能力。

（F）雙熒光素酶報告基因實驗驗證miR-103靶向結合VE-Cad，p120和ZO-1。

圖7.miR-103通過減弱p120-E-Cad信號促進肝癌細胞的遷移。

（A-B）miR-103的增加減少了肝癌細胞中p120和E-Cad蛋白的表達。

（C-D）轉染miR-103促進了肝癌細胞的遷移。

（E-F）拮抗內源性miR-103增加了p120和E-Cad水平，抑制肝癌細胞的遷移。