具有间充质基因表达特征的结直肠癌(CRC)具有最大的远处转移倾向，其特征是与癌症相关的成纤维细胞在基质中的积累。近日，来自英国南安普顿大学的研究人员在JEV杂志发表文章，研究了CRC细胞的上皮到间充质转化（EMT）状态是否影响成纤维细胞表型，重点关注细胞外囊泡(EV)的转移，作为细胞间通讯的受控手段。
结直肠癌(CRC)是世界上第三大常见的恶性肿瘤，预计到2030年，全球发病率将超过200万，死亡率将超过100万。CRC等实体瘤患者中超过90%的死亡是由于转移造成的。这凸显了研究CRC进展生物学的重要性，以便确定更好的预后标志物并设计有针对性的治疗方法。今年的研究弄清楚了CRC的分子亚型。全球公认的分类系统定义了CRC的共识分子亚型(CMS)，并将患者分为四个亚组(CMS1-4)。其中，CMS4预后最差，与转移和化疗耐药有关。重要的是，这种亚型在突变负荷、体细胞拷贝数改变或CpG岛甲基化方面与其他亚型没有区别，而是基质细胞的存在和间充质（或转化生长因子(TGF)-β激活）基因表达特征。因此，CRC中的转移细胞和基质表型之间似乎存在重要联系。
肿瘤微环境被认为是癌症和基质元素的生态系统。成纤维细胞是基质中的主要细胞类型，负责产生生长因子、细胞因子、趋化因子、酶和细胞外基质。重要的是，肌成纤维肿瘤相关成纤维细胞(CAF)的表型与CRC的肿瘤学结果相关。肌成纤维细胞的存在是预后不良的标志，不仅在CRC中，而且在其他几种实体瘤中，如前列腺、头颈部和胰腺。
在肌成纤维细胞激活的经典模型中，TGF-β刺激成纤维细胞中α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)的表达，从而增强收缩力并促进伤口愈合。癌症被认为是“无法愈合的伤口”，其中肌成纤维细胞被认为保持持续激活，导致生长因子和促炎细胞因子的上调。这已被证明会影响基质重塑，促进集体和个体癌细胞迁移并促进化学抗性。CRC微环境富含TGF-β，在CRC患者中可检测到升高的循环水平。尽管TGFB1在I期疾病中的表达相对较低，但II/III期和IV期之间没有显著差异，这表明它可能参与了疾病的初始进展，但与转移没有直接关系。考虑到很大比例的结直肠肿瘤在TGF-β通路中具有失活突变，TGF-β的作用不太可能针对癌细胞，更有可能影响基质。
值得注意的是，对基质异质性的研究已经确定了几种不同的CAF群，其中只有一些是α-SMA阳性的，每一种对癌症进展都有不同的贡献。这提出了一个基本问题，即α-SMA阳性CAF群体是如何在某些肿瘤中形成而在其他肿瘤中不形成的。这在CRC中尤其有趣，在大多数肿瘤中存在过量的局部TGF-β。CAF和癌细胞的组织学提供了某些线索，在各种实体瘤中报告了肌成纤维细胞和浸润性癌细胞的共定位。在CRC中，最致命的CMS4亚型产生富含α-SMA阳性肌成纤维细胞的基质。这些观察结果表明，原发性肿瘤中癌细胞的表型塑造了基质特征，特别是转移能力促进了肌成纤维细胞的积累。然而，目前尚不清楚其确切机制。
区分转移性和非转移性癌细胞的一个关键分子特征是上皮间质转化(EMT)。这种细胞分化程序的特点是上皮特性的丧失和间充质特征的获得，例如运动性增加。EMT受ZEB、Snail和Twist转录因子家族(TF)的调节。值得注意的是，CRC的CMS4亚型代表EMT相关（间充质）分子特征。因此，EMT与肌成纤维细胞积累之间的关系值得研究因果关系；具体来说是肿瘤细胞提供的改变基质表型的信号。
肿瘤和基质细胞通过多种机制进行交流，例如细胞间接触和可溶性因子的分泌。近年来，细胞外囊泡(EVs)在细胞之间传递功能性核酸和其他大分子的发现使这种通信方法成为人们关注的焦点。值得注意的是，microRNA(miRNA)是EV货物的稳定成分，有证据表明，将miRNA加载到EV中是一个选择性过程。
CRC EV的表征与转移
之前已经描述了基质EV货物的表征及其对CRC细胞的影响。该研究试图研究反向关系。具体来说，CRC细胞的EMT状态是否是肌成纤维细胞表型的决定因素，以及EV miRNA的交换是否在TGF-β存在下介导这些细胞类型之间的相互作用。
通过qPCR阵列检测上皮和间充质CRC EV中miRNA的相对丰度
该研究发现，上皮CRC EV抑制TGF-β驱动的肌成纤维细胞分化，而间充质CRC EV则没有。这是由miR-200(miR-200a/b/c,-141)驱动的，miR-200在上皮CRC EV中富集并转移至受体成纤维细胞。成纤维细胞中的异位miR-200表达或ZEB1敲低同样抑制了肌成纤维细胞分化。支持这些发现的是，在TCGA数据集中的一组CRC患者中，miR-200与肌成纤维细胞标志物之间存在很强的负相关性。通过将上皮或间充质CRC细胞与成纤维细胞共同注射并分析肌成纤维细胞表型的基质标志物，这在小鼠中得到了复制。与来自间充质肿瘤的成纤维细胞相比，来自上皮肿瘤的成纤维细胞含有更多的miR-200，并且表达更少的ACTA2和FN1。因此，这些数据通过EV介导的miRNA转移为CRC中成纤维细胞异质性的发展提供了一种新机制，并解释了为什么具有更大转移潜力的CRC肿瘤富含CAF。
CRC EMT在决定体内成纤维细胞表型中的作用
参考文献：
BhomeR, Emaduddin M, James V, House LM, Thirdborough SM, Mellone M, Tulkens J,Primrose JN, Thomas GJ, De Wever O, Mirnezami AH, Sayan AE. Epithelial tomesenchymal transition influences fibroblast phenotype in colorectal cancer byaltering miR-200 levels in extracellular vesicles. J Extracell Vesicles. 2022May;11(5):e12226. doi: 10.1002/jev2.12226. PMID: 35595718.
