小细胞外囊泡表面sLeX修饰增强血管通透性促进膀胱癌转移的研究.pdf

摘要

摘要

肿瘤转移是癌症患者发生死亡的主要原因之一。根据“种子和土壤”假说，转

移性肿瘤细胞内渗离开原发灶，通过血液循环传播至全身，最终外渗离开血管进入

邻近器官生长。这一系列的步骤中，血管系统的重塑（包括通透性升高，血管新生）

对肿瘤细胞内渗和外渗过程起关键性作用。近些年来的研究表明肿瘤细胞分泌的小

细胞外囊泡（Smallextracellularvesicles,sEVs）在介导肿瘤血管系统重塑和肿瘤转移

方面具有潜在作用。

sEVs是一类由各种细胞分泌的纳米级膜包被囊泡，其富含蛋白质、脂质和非编

码RNA等。肿瘤细胞可通过sEVs中的非编码RNA和蛋白质以调控血管通透性，促

进肿瘤发展进程。sEVs上覆盖丰富的糖缀合物，但对其生物学功能仍有待探究。唾

液酸路易斯寡糖X（SialylLewisX,sLeX）作为一种肿瘤相关寡糖抗原，在各类癌症

中普遍高表达。sLeX通过与内皮细胞表面表达的E-选凝素（E-selectin）相互作用，

参与肿瘤细胞与血管内皮细胞之间的粘附。但目前对于sLeX在肿瘤细胞分泌的

sEVs中的表达以及是否参与肿瘤血管通透性的调控还尚未可知。本文围绕sLeX修

饰对膀胱癌（Bladdercancer,BLCA）sEVs调控血管通透性的影响，以阐明sLeX修

饰的sEVs在肿瘤转移中的作用。

利用生物信息学结合组织芯片技术发现sLeX及其关键性合成酶α,1-3岩藻糖基

转移酶VII（α1,3-FucosyltransferaseVII,FUT7）在膀胱癌组织中的含量均高于对应

癌旁组织，二者的表达与BLCA患者发生肿瘤转移以及存活率存在显著相关性。临

床BLCA患者血清中的sLeX水平也高于正常人组。随后在非肌层浸润性膀胱癌细胞

KK47中过表达FUT7基因（oeFUT7），发现肿瘤细胞的增殖、迁移以及克隆形成能

力显著增加，而在肌层浸润性膀胱癌细胞YTS-1中敲低FUT7基因（shFUT7），上述

细胞表型受到抑制。小鼠实验发现，高表达sLeX的BLCA细胞致瘤率更高，发生淋

巴结迁移的能力增强。本研究发现高表达sLeX的YTS-1细胞通过分泌sEVs抑制人

脐静脉内皮细胞HUVEC上的紧密连接（Tightjunction，TJ）蛋白表达，增加血管通

透性。oeFUT7细胞分泌的sEVs可以提高HUVEC细胞对sEVs的内吞效率同时破坏

血管屏障；小鼠肿瘤组织免疫组化结果表明高sLeX水平可以抑制癌及癌旁区域TJ

蛋白表达，促进血管生成相关因子表达。利用糖蛋白质组学技术鉴定到sLeX修饰的

I

西北大学硕士学位论文

靶蛋白ITGA3，发现sLeX修饰有利于稳定细胞中的ITGA3蛋白结构。最后本文探

究了ITGA3的表达对内皮细胞功能的影响，发现过表达ITGA3可以通过激活

HUVEC细胞内MAPK信号通路从而抑制TJ蛋白的表达，增加血管内皮通透性。同

时在oeFUT7细胞中干扰ITGA3，其分泌的sEVs丧失了破坏血管完整性和促进血管

新生的功能；小鼠实验发现敲低ITGA3减弱BLCA细胞淋巴结迁移能力，同时肿瘤

组织中的TJ蛋白表达恢复，而血管生成相关蛋白表达受到抑制，说明高表达ITGA3

增加血管通透性促进BLCA发生转移。

综上所述，sLeX修饰提高内皮细胞对BLCA来源sEVs的内吞效率。同时高水

平的sLeX修饰可以稳定ITGA3蛋白结构，使得更多ITGA3通过sEVs进入内皮细

胞，激活MAPK信号通路抑制TJ蛋白表达，从而增加血管通透性和诱导血管生成以

促进膀胱癌发生远端转移。本研究为转移性膀胱癌临床治疗提供了新的潜在靶点。

关键词：唾液酸路易斯寡糖X抗原，小细胞外囊泡，血管通透性，肿瘤转移，膀胱

癌

II

ABSTRACT