结直肠癌细胞系分泌的小细胞外囊泡RNA特征分析揭示新型生物标志物和潜在治疗靶点

时间：2025年3月28日

来源：BMC Cancer

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编辑推荐：为解决结直肠癌(CRC)诊断和治疗策略不足的问题，捷克马萨里克大学团队通过RNA测序技术分析了五种常用CRC细胞系(RKO/HCT116/HCT15/HT29/DLD1)分泌的小细胞外囊泡(sEVs)，鉴定出9个蛋白编码基因和14个长链非编码RNA(lncRNA)组成的保守分子特征，为CRC的液体活检和靶向治疗提供了新思路。

在恶性肿瘤的"细胞外交"领域，细胞外囊泡(EVs)正成为最活跃的"分子信使"。特别是结直肠癌(CRC)这种全球发病率第二的癌症，其细胞分泌的小细胞外囊泡(sEVs)如何在肿瘤微环境中传递致癌信号，一直是科学家们致力破解的谜题。尽管已有研究表明EVs参与CRC的转移和耐药，但不同细胞系来源sEVs的RNA分子特征仍缺乏系统性研究。捷克马萨里克大学中央欧洲技术研究所的Marie Boudna和Kamila Soucková团队在《BMC Cancer》发表的研究，首次绘制了五种常用CRC细胞系sEVs的RNA图谱，揭示了跨越细胞系的保守分子特征。

研究团队采用多角度动态光散射(MADLS)和透射电镜(TEM)对sEVs进行物理表征，通过超速离心结合酶处理获得高纯度样本。RNA测序采用NEBNext Ultra II Directional RNA Library Prep Kit，使用NextSeq 500系统进行75bp单端测序。生物信息学分析包括GO功能注释和KEGG通路分析，关键基因通过RT-qPCR验证。

"Characterization of sEVs"部分显示，所有细胞系分泌的sEVs直径集中在50-200nm，TEM呈现典型杯状形态。HCT116和HCT15的sEVs浓度最高(8.2×10¹⁰/ml和1.3×10⁹/ml)，而HT29样本检测到异常高值(5.1×10¹⁵/ml)提示可能存在蛋白聚集体干扰。

"RNA sequencing"结果表明，sEVs含有2893个共享基因，占各细胞系总基因量的64%-78%。其中蛋白编码基因2226个，lncRNA 653个。引人注目的是，9个蛋白编码基因和14个lncRNA在所有细胞系的top30高表达基因中持续出现。包括已知的CRC相关基因LRP1B(低密度脂蛋白受体相关蛋白1B)和新型候选基因如CTNNA3(连环蛋白α3)。

"Bioinformatic analysis"揭示sEVs RNA显著富集于RAS/MAPK信号通路(GO:0007265)、Wnt通路(GO:0090090)等CRC关键通路。KEGG分析特别指出EGFR酪氨酸激酶抑制剂耐药通路的重要性，暗示sEVs可能参与化疗抵抗。蛋白互作网络显示DOCK3和IQGAP2等GTP酶调控因子构成核心节点。

讨论部分深入解析了LRP1B通过抑制β-catenin/TCF信号抑制CRC进展的机制，以及CTNNA3在基因组不稳定区域(CFSs)的肿瘤抑制功能。特别值得注意的是lncRNA PCAT-1在64%CRC样本中的过表达特征，其通过miR-4310/LGR5轴激活Wnt通路。作者提出sEVs中保守的RNA特征可能反映CRC细胞的"分子身份证"，其中CNTNAP2和PTPRD等基因的检出为液体活检提供了新靶点。

这项研究的意义在于：首次系统比较CRC细胞系sEVs的RNA谱，发现跨细胞系的保守特征为CRC诊断提供标准化参照；鉴定的9+14基因组合中，如DLEU1和CASC15等lncRNA的临床价值有待验证；揭示的ErbB/Rap1信号通路为克服EGFR抑制剂耐药提供新思路。未来研究需在临床样本中验证这些sEVs标志物的特异性，并探索其作为治疗靶点的可行性。