近年來，腫瘤發(fā)病率和病死率呈逐年上升趨勢(shì)，早期快速準(zhǔn)確的診斷和個(gè)性化精準(zhǔn)診療方案是提高腫瘤患者存活率的關(guān)鍵。因此，今天檢驗(yàn)君為大家分享的是復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)科關(guān)明教授課題組關(guān)于腫瘤標(biāo)志物的基礎(chǔ)與臨床研究前沿。

成纖維細(xì)胞外泌體攜帶的lncRNA CCAL促進(jìn)結(jié)直腸癌耐藥性

結(jié)直腸癌（CRC）是世界范圍內(nèi)腫瘤致死的主要病因之一。在中國，結(jié)直腸癌引起的死亡在所有腫瘤相關(guān)死亡中排第五位，發(fā)病率有逐年增長趨勢(shì)。手術(shù)切除后化療是最常用的治療策略，但耐藥性問題卻一直影響著臨床治療效果。

日前，復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)科關(guān)明教授課題組的一項(xiàng)研究揭示了腫瘤基質(zhì)及外泌體分泌lncRNA CCAL在結(jié)直腸癌耐藥反應(yīng)中的新機(jī)制，為改善耐藥反應(yīng)提供了潛在的作用靶點(diǎn)。該研究發(fā)表在《International Journal of Cancer》。

盡管關(guān)于腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞（CAFs）與腫瘤微環(huán)境中癌細(xì)胞之間相互作用已有不少研究，但CAFs如何影響鄰近癌細(xì)胞的耐藥性尚不清楚。lncRNA已被證明可調(diào)節(jié)細(xì)胞遷移、增殖和凋亡，并有助于多種腫瘤的發(fā)展，但在CRC中發(fā)揮著何種作用需要進(jìn)一步探究。

該研究發(fā)現(xiàn)lncRNA CCAL可促進(jìn)CRC細(xì)胞對(duì)奧沙利鉑的耐藥性，與CRC組織相比，CCAL在腫瘤基質(zhì)中的表達(dá)更高。CCAL通過外泌體從腫瘤相關(guān)成纖維轉(zhuǎn)移到腫瘤細(xì)胞中，抑制腫瘤細(xì)胞凋亡，增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞對(duì)奧沙利鉑的耐藥反應(yīng)。機(jī)制上，CCAL與mRNA穩(wěn)定性蛋白HuR直接結(jié)合，增強(qiáng)β-catenin mRNA的穩(wěn)定性和提高β-catenin蛋白水平，從而激活Wnt/β-catenin通路下游基因表達(dá)。

該研究證明了CAFs與CRC細(xì)胞的相互作用導(dǎo)致旁分泌信號(hào)來驅(qū)動(dòng)基質(zhì)介導(dǎo)的化療耐藥，并首次發(fā)現(xiàn)，CRC腫瘤間質(zhì)表達(dá)的lncRNA CCAL水平顯著升高，且CAFs通過CRC細(xì)胞中的HuR轉(zhuǎn)移外泌體中的CCAL以激活Wnt/β-catenin信號(hào)通路，引發(fā)對(duì)化療藥物的耐藥性。

研究人員表明，lncRNA CCAL可作為CRC化療耐藥的生物標(biāo)志物和藥物靶點(diǎn)，為CRC的基礎(chǔ)研究和臨床轉(zhuǎn)化研究帶來了新的思路和希望。

文章鏈接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/ijc.32608

lncRNA PiHL促進(jìn)結(jié)直腸癌進(jìn)展和化療耐藥性機(jī)制研究

P53是重要的腫瘤抑制因子，在DNA損傷和致癌信號(hào)等細(xì)胞應(yīng)激中被激活，發(fā)揮腫瘤抑制作用。有研究表明位于異常染色體區(qū)域的lncRNA在腫瘤發(fā)展中的新作用，盡管lncRNA參與p53途徑，但lncRNA在調(diào)節(jié)p53蛋白中的作用仍然未知。

日前，復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)科關(guān)明教授課題組的一項(xiàng)研究揭示了lncRNA PiHL在CRC中的臨床意義、生物學(xué)功能和作用機(jī)制，并指出lncRNA PiHL是判斷CRC患者預(yù)后的潛在標(biāo)志物和潛在的抗耐藥靶點(diǎn)。該研究發(fā)表在《Theranostics》。

該研究利用TCGA數(shù)據(jù)庫中收錄的CRC研究數(shù)據(jù)，構(gòu)建全新的生物信息學(xué)分析模型，對(duì)LncRNA進(jìn)行鑒定。應(yīng)用qRT-PCR和基因芯片技術(shù)探索配對(duì)腫瘤和正常組織中l(wèi)ncRNA表達(dá)譜。應(yīng)用多變量Cox回歸分析評(píng)價(jià)特征在生存預(yù)測(cè)中的獨(dú)立性，分子生物學(xué)方法探索CRC lncRNA功能的調(diào)節(jié)機(jī)制。

結(jié)果，研究人員尋找到在CRC中發(fā)揮癌基因作用，且負(fù)調(diào)控p53蛋白水平的lncRNA PiHL。PiHL在CRC中顯著上調(diào)，并且PiHL的高表達(dá)是CRC患者不良預(yù)后的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子。通過體外和體內(nèi)生物模型也證明，PiHL在維持細(xì)胞增殖和通過野生型p53依賴性方式誘導(dǎo)5-氟尿嘧啶（5-FU）耐藥中至關(guān)重要。

在作用機(jī)制，PiHL發(fā)揮著分子平臺(tái)（scaffold）的作用。PiHL通過增強(qiáng)GRWD1和RPL11蛋白復(fù)合物的形成，使MDM2從RPL11上脫離，不被RPL11抑制的MDM2進(jìn)一步促進(jìn)p53泛素化降解。此外，該研究還表明p53可以作為轉(zhuǎn)錄因子在轉(zhuǎn)錄水平激活PiHL的表達(dá)，提示p53與PiHL在CRC細(xì)胞中形成負(fù)調(diào)控環(huán)路，以促進(jìn)CRC的進(jìn)展和化學(xué)耐藥性。

該研究闡明了癌細(xì)胞如何劫持PiHL-p53軸來促進(jìn)CRC的進(jìn)展和化療耐藥性。研究人員表示，PiHL在CRC的發(fā)生中起著致癌作用，是一個(gè)獨(dú)立的預(yù)后因素，也是CRC患者潛在的治療靶點(diǎn)。

文章鏈接：

https://www.thno.org/v10p0265.htm#headingAtop

單細(xì)胞測(cè)序分析肺癌腦轉(zhuǎn)移患者腦脊液中循環(huán)腫瘤細(xì)胞的特征

肺癌腦轉(zhuǎn)移是臨床上常見且嚴(yán)重的病情，也是肺癌治療失敗的常見原因之一。非小細(xì)胞肺癌患者在病程中約有30%左右發(fā)生腦轉(zhuǎn)移，腦脊液（CSF）的細(xì)胞學(xué)分析目前仍是肺癌腦轉(zhuǎn)移的金標(biāo)準(zhǔn)，但是對(duì)CSF中循環(huán)的腫瘤細(xì)胞（CSF-CTCs）的研究目前并不深入。

日前，復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)科關(guān)明教授課題組的一項(xiàng)研究對(duì)肺腺癌軟腦膜轉(zhuǎn)移（LUAD-LM）患者和原發(fā)部位不明軟腦膜轉(zhuǎn)移（CUP-LM）患者CSF-CTCs標(biāo)本進(jìn)行了RNA水平的數(shù)字化檢測(cè)找到候選基因，并闡明LUAD-LM的治療方法和機(jī)制。該研究發(fā)表在《Clinical and Translational Medicine》。

研究人員從5例LUAD-LM患者和3例對(duì)照者中分離單個(gè)腦脊液細(xì)胞，對(duì)3792個(gè)單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組進(jìn)行了測(cè)序，并用單細(xì)胞RNA測(cè)序（scRNA-seq）基因表達(dá)分析對(duì)CSF細(xì)胞進(jìn)行了綜合表征。

通過聚類和表達(dá)分析，研究人員在轉(zhuǎn)錄組水平上基于上皮標(biāo)記、增殖標(biāo)記和肺源性基因來定義CSF-CTCs。轉(zhuǎn)移性CTC信號(hào)基因在代謝途徑和細(xì)胞粘附分子分類方面豐富，這對(duì)腫瘤細(xì)胞的生存和轉(zhuǎn)移至關(guān)重要。此外，研究發(fā)現(xiàn)患者腦脊液CTCs存在明顯的異質(zhì)性，通過量化異質(zhì)性的程度，發(fā)現(xiàn)患者之間的異質(zhì)性明顯高于患者內(nèi)部細(xì)胞之間的異質(zhì)性。

這一研究結(jié)果可以通過轉(zhuǎn)移部位、細(xì)胞周期基因和癌-睪丸抗原（CTA）表達(dá)譜的空間異質(zhì)性以及顯示間充質(zhì)和腫瘤干細(xì)胞特性的CTC的比例來解釋。CSF-CTCs轉(zhuǎn)錄組分析可以確定CUP-LM患者進(jìn)展過程中的生物標(biāo)志物。

該研究首次用scRNA-seq分析了CSF-CTCs的單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組特征，可促進(jìn)LMs的早期檢測(cè)和潛在治療靶點(diǎn)的識(shí)別。研究人員表示，后續(xù)他們將建立一種基于RNA的CSF-CTCs數(shù)字檢測(cè)方法，以幫助診斷LUAD-LMs，并關(guān)注CSF微環(huán)境和CSF-CTCs之間的相互作用。

文章鏈接：

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7737787/

新型氮化碳中空納米調(diào)節(jié)器用于腫瘤精準(zhǔn)診療

光動(dòng)力療法（PDT）是光敏劑在激光輻照下將氧氣轉(zhuǎn)變?yōu)槎拘缘幕钚匝醯囊环N治療方法，因其非侵入性、高效、可控等特性，在腫瘤治療領(lǐng)域潛力巨大。而腫瘤乏氧狀態(tài)和酸性的微環(huán)境，導(dǎo)致了不可逆性的癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移和低氧相關(guān)的治療抵抗。因此，開發(fā)出具有氧氣調(diào)節(jié)且抑癌效應(yīng)顯著的納米平臺(tái)迫在眉睫。

日前，復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)科關(guān)明教授與徐州醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院高豐雷教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合設(shè)計(jì)并構(gòu)建了一種修飾了靶向P-PEG-RGD聚合物的智能納米調(diào)節(jié)器，用于乏氧腫瘤的多模態(tài)治療。該研究成果發(fā)表在《ACS Nano》。

該納米調(diào)節(jié)器R-NCNP主要由三部分構(gòu)成：介孔硅負(fù)載的氮摻雜石墨烯量子點(diǎn)（N-GQD@HMSN）作為核心結(jié)構(gòu)，在兩種波長激光（630、980nm）輻照下，實(shí)現(xiàn)了協(xié)同的光熱治療和光動(dòng)力治療；介孔氮化碳（C3N4）層包覆于核心結(jié)構(gòu)上，形成了特殊的殼-殼-芯結(jié)構(gòu)。這種C3N4層不僅能夠快速分解微環(huán)境的內(nèi)源性水分子產(chǎn)生大量氧氣，而且其本身可以作為高效的光敏劑，同步放大單線態(tài)氧的含量繼而增強(qiáng)光動(dòng)力治療效果；靶向P-PEG-RGD聚合物的修飾，可以直接靶向于乏氧的腫瘤部位，有效解決了腫瘤積累不足、癌細(xì)胞穿透能力差和正常組織的毒性等難題，從而實(shí)現(xiàn)腫瘤的特異性診斷和治療。

研究人員對(duì)納米調(diào)節(jié)器的性能進(jìn)行了檢測(cè)，由于氮化碳光解水效應(yīng)所持續(xù)產(chǎn)生的氧氣氣泡，反射超聲光束并引起組織阻抗失衡，導(dǎo)致超聲回波信號(hào)連續(xù)放大。R-NCNP調(diào)節(jié)器本身中空的特性，進(jìn)一步增強(qiáng)了超聲成像的信號(hào)。另外，氮摻雜石墨烯量子點(diǎn)本身存在的熒光示蹤特性和光熱效能，實(shí)現(xiàn)了高精度、高空間分辨率和高靈敏度的超聲/熒光/光熱的多模態(tài)成像，這不僅增加了癌癥診斷的精確性，并達(dá)到了治療效果的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

研究人員表示，該多功能納米調(diào)節(jié)器以其獨(dú)特的高效、靶向、多模態(tài)成像優(yōu)勢(shì)，可有效實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤組織的精準(zhǔn)打擊和正常組織的有效保護(hù)，為臨床耐藥和晚期腫瘤的精準(zhǔn)治療提供了策略。

文章鏈接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.9b08737

新型納米結(jié)構(gòu)用于細(xì)胞內(nèi)miR-21的熒光成像和拉曼定量以及光熱治療

有研究表明MicroRNA-21（miR-21）可以作為癌癥早期診斷以及預(yù)后的生物標(biāo)志物，但miR-21的低豐度特性和復(fù)雜的細(xì)胞內(nèi)環(huán)境使得在細(xì)胞內(nèi)同時(shí)進(jìn)行miR-21的成像和絕對(duì)定量充滿挑戰(zhàn)性。

日前，復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)科關(guān)明教授與徐州醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院高豐雷教授團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種基于金納米雙錐體馬達(dá)（AuNBPs motor）/金納米粒子探針（AuNPs probe）的靶向激活的核-衛(wèi)星納米結(jié)構(gòu)(CS nanostructure)組裝體，可以同時(shí)進(jìn)行雙信號(hào)成像、細(xì)胞內(nèi)miR-21定量和癌癥光熱治療。該研究發(fā)表在《Small》。

研究人員首先構(gòu)建了AuNBPs motor和AuNP probe兩種探針，隨后將AuNBPs motor和AuNP probe與腫瘤細(xì)胞一起孵育，當(dāng)AuNBPs motor和AuNP probe進(jìn)入細(xì)胞后，miR-21觸發(fā)AuNBPs motor運(yùn)行，游離出大量信號(hào)鏈，熒光信號(hào)放大。

AuNBPs motor的水解產(chǎn)物與AuNP probe反應(yīng)，生成帶有雙熒光基團(tuán)的雜交鏈以及CS nanostructure，再次增強(qiáng)的熒光信號(hào)可用于細(xì)胞內(nèi)miR-21的原位成像。同時(shí)，存在于CS nanostructure間隙中的大量腺嘌呤堿基的SERS信號(hào)被顯著增強(qiáng)，SERS信號(hào)可用于細(xì)胞內(nèi)miR-21濃度的絕對(duì)定量。在熒光成像指導(dǎo)下，CS nanostructure可以吸收近紅外光生成熱量從而殺死腫瘤細(xì)胞。

當(dāng)AuNBPs motor/AuNP probe進(jìn)入細(xì)胞后，miR-21會(huì)觸發(fā)AuNBPs motor與AuNP probe之間的反應(yīng)，形成CS納米結(jié)構(gòu)組裝體。在組裝CS納米結(jié)構(gòu)的過程中，伴隨著來自TAAMRA的強(qiáng)烈熒光信號(hào)和來SERS信號(hào)。熒光信號(hào)用于成像細(xì)胞內(nèi)miR-21水平，而SERS信號(hào)用于細(xì)胞內(nèi)miR-21的絕對(duì)定量，CS納米結(jié)構(gòu)充當(dāng)光熱治療的光敏劑。

該策略可以成功地對(duì)單個(gè)細(xì)胞中的miR-21進(jìn)行成像和定量，同時(shí)還能區(qū)分正常細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞。此外，在熒光信號(hào)的引導(dǎo)下，該組狀體能通過光熱治療殺死腫瘤細(xì)胞并抑制腫瘤生長。

研究人員表示，該CS nanostructure組裝體對(duì)于揭示疾病與細(xì)胞內(nèi)的miR-21表達(dá)變化之間的關(guān)系，以及疾病的臨床診斷與治療都具有重要的意義，在癌癥診斷和治療中有巨大的應(yīng)用潛力。

文章鏈接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202005511

第99期前沿報(bào)道到此結(jié)束

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