編譯:小友,編輯:Emma、江舜堯。
原創(chuàng)微文,歡迎轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)載。
細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)的組成和物理性質(zhì)嚴(yán)重影響腫瘤的進(jìn)展,但對(duì)ECM分層的分子機(jī)制了解甚少。腫瘤-基質(zhì)相互作用主要取決于外泌體(多囊泡體內(nèi)產(chǎn)生的小囊泡)介導(dǎo)的細(xì)胞通訊。我們發(fā)現(xiàn),caveolin-1(Cav1)通過(guò)調(diào)節(jié)內(nèi)體隔室(LE)/多囊泡體(MVBs)中的膽固醇含量,集中調(diào)節(jié)外泌體的生物發(fā)生和外泌體的蛋白貨物分選。定量蛋白質(zhì)組學(xué)剖析發(fā)現(xiàn),Cav1是ECM蛋白貨物子集(包括Tenascin-C(TnC))的外泌體分選所必需的,也是成纖維細(xì)胞衍生的外泌體有效沉積ECM和促進(jìn)腫瘤侵襲所必需的,Cav1驅(qū)動(dòng)的外泌體ECM沉積不僅促進(jìn)局部基質(zhì)重塑,而且還促進(jìn)體內(nèi)遠(yuǎn)距離ECM富集的基質(zhì)生態(tài)位生成。Cav1在MVB中充當(dāng)膽固醇變阻器,確定將ECM成分分類到特定的外泌體庫(kù)中,從而確定ECM沉積。這證明了,Cav1通過(guò)外泌體依賴性ECM沉積機(jī)制成為腫瘤-基質(zhì)相互作用的中心調(diào)節(jié)樞紐。
論文ID
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)結(jié)果
1. Cav1重新分配到晚期LE/MVB,以在外泌體中進(jìn)行分類
Cav1的內(nèi)在化受到了嚴(yán)格的調(diào)控。盡管通常認(rèn)為內(nèi)吞的Cav1會(huì)降解,但不能排除其他情況,我們分析了原釩酸鈉處理后內(nèi)源性Cav1的運(yùn)輸動(dòng)力學(xué),原釩酸鈉通過(guò)保護(hù)酪氨酸14磷酸化誘導(dǎo)Cav1內(nèi)在化。原釩酸鹽的暴露會(huì)增加Cav1的磷酸化和與LE和MVB的共定位(分別為抗溶血雙磷脂酸[LBPA]和抗CD63免疫染色;圖1A和圖S1 A),同樣,當(dāng)細(xì)胞暴露于EDTA時(shí),很大一部分Cav1會(huì)重新定位于LE/MVB區(qū)域,從而通過(guò)促進(jìn)細(xì)胞脫離而誘導(dǎo)Cav1內(nèi)吞。RNAi介導(dǎo)的聚合酶I和轉(zhuǎn)錄釋放因子(PTRF/Cavin-1)的缺失是維持小窩穩(wěn)定所必需的一種重要的Cav1外殼成分,也影響了Cav1的部分定位(盡管低于顯著閾值),并增加了Cav1的磷酸化(圖S1 C),高分辨率顯微鏡檢查證實(shí)了在MVB腔內(nèi)存在Cav1,與外泌體標(biāo)記CD63共定位(圖1 B)。通過(guò)人為地?cái)U(kuò)大內(nèi)體,可以清楚地觀察到位于MVB內(nèi)腔內(nèi)囊泡(ILVs)的Cav1的離散斑塊(圖1C和圖S1D),這些觀察結(jié)果表明,MVB是內(nèi)吞Cav1的去向之一。
磷酸化經(jīng)常觸發(fā)相鄰受體殘基的后續(xù)泛素化。我們分析了Cav1突變體的亞細(xì)胞分布,其中泛素受體賴氨酸殘基被精氨酸取代(圖1 D,上圖),Cav1 N端賴氨酸的突變會(huì)破壞Cav1泛素化,其構(gòu)建體很好地修飾了外部擴(kuò)大的Rab5內(nèi)體膜/MVB;然而,N端賴氨酸簇(K5-57R和K5-176R突變體)的突變破壞了Cav1進(jìn)入ILVs的過(guò)程(圖1 D),這與這些突變體與CD63的總體共定位程度較低有關(guān)(圖S1E),相比之下,C末端賴氨酸殘基(K65-176R)的突變不會(huì)影響Cav1在MVB中的定位能力(圖1 D)。磷酸化在Cav1突變體中沒(méi)有顯著改變(圖1 E),這增強(qiáng)了將Cav1分選為MVB的兩步機(jī)制的概念:磷酸化首先引起Cav1向內(nèi)MVB膜的內(nèi)在化,泛素化作用作為Cav1進(jìn)入ILV的檢查點(diǎn)。
為了評(píng)估定位于ILV的Cav1庫(kù)的外泌體分類,我們分析了來(lái)自不同細(xì)胞系密度梯度純化的外泌體。內(nèi)源性Cav1主要與Tsg101隔開(kāi),證實(shí)外泌體可以攜帶Cav1(圖1 F),在PTRF耗盡的小鼠胚胎成纖維細(xì)胞(MEFs)中,Cav1對(duì)外泌體的分選得到了增強(qiáng),相反,N末端泛素化突變體表現(xiàn)出外泌體分類受損(圖1 G)。這些數(shù)據(jù)表明,很大一部分內(nèi)化的Cav1以泛素依賴性方式分選到MVB內(nèi)腔,有利于其摻入外泌體,這一過(guò)程在所有被測(cè)表達(dá)Cav1的細(xì)胞系中都是基本的。
圖1 內(nèi)部化的Cav1被分類為外泌體
(A)用原釩酸鈉(NaV; 2 h)處理后的WT MEF中的Cav1(紅色)和LBPA(綠色)的共聚焦圖像。白色箭頭:質(zhì)膜定位的Cav1。灰色箭頭:Cav1重新定位到核周區(qū)域(比例尺,25 μm)。圖表顯示了Cav1-LBPA共定位的Pearson相關(guān)系數(shù)。誤差線:平均值±SD;n = 80個(gè)單元格。蛋白印跡:原釩酸鈉處理過(guò)的細(xì)胞中的磷酸Cav1(pCav1)和總Cav1。(B)Cav1-CD63共定位。右面板顯示了MVB隔室的高分辨率圖像(比例尺,1 μm)。(C)Cav1在表達(dá)Rab5(Q79L)的COS7細(xì)胞中的分布(比例尺,10 μm)。右:內(nèi)體的縮放視圖(比例尺,2.5 μm)。(D)上圖:被分析的Cav1構(gòu)建體的示意圖。標(biāo)出了泛素化目標(biāo)賴氨酸殘基(Ub)和突變?yōu)榫彼岬臍埢╔)。下圖:用Rab5(Q79L)轉(zhuǎn)染的COS7細(xì)胞的共聚焦分析(綠色),并顯示了Cav1構(gòu)建體(比例尺,10 μm)。圖表:Cav1變體的內(nèi)體腔定位(內(nèi)部,INT;白色)相對(duì)于內(nèi)體膜(外圍,MEMB;灰色),以總內(nèi)體定位的百分比表示。誤差棒是平均值±SD;n> 20個(gè)內(nèi)體。(E)在WTCav1(pCav1),泛素化靶賴氨酸突變體和不可磷酸化的Y14FCav1中原釩酸鈉誘導(dǎo)的磷酸化的蛋白印跡分析。(F)Cav1包含在成纖維細(xì)胞(MEF)衍生的外泌體中。外泌體蛋白的代表性蛋白印跡浮在連續(xù)的蔗糖梯度(0.25–2 M)上。收集各個(gè)1 ml餾分,蛋白沉淀后將其上樣到電泳凝膠上,并分析Cav1和外泌體標(biāo)記Tsg101。紅色矩形突出顯示了帶有可檢測(cè)量的外泌體標(biāo)記物Tsg101(3-7)的級(jí)分。(G)表達(dá)HA標(biāo)記的Cav1泛素化突變體的COS7細(xì)胞的細(xì)胞裂解物和外泌體的蛋白印跡分析。CNTRL,對(duì)照;不適用。對(duì)于所有圖形,*,P <0.05;**,P<0.01;***,P <0.001。
2. Cav1通過(guò)調(diào)節(jié)MVB膽固醇含量調(diào)節(jié)外泌體生物發(fā)生
調(diào)控MVB膜的構(gòu)造和組織能夠產(chǎn)生不同的ILV和外泌體種群。我們研究了Cav1是否在外泌體生物發(fā)生中發(fā)揮積極作用,蛋白印跡檢測(cè)了相同細(xì)胞數(shù)純化的總外泌體,蔗糖密度梯度沉降(圖2A和2B,下半部分;圖3D),結(jié)果表明,Cav1KO成纖維細(xì)胞的外泌體生成未受到損害,并顯示出更高的外泌體分泌率(圖2A和2B,A的上部)以及物理特性(Nanosight技術(shù),透射EM [TEM];圖2C和2D)。我們?cè)赪T成纖維細(xì)胞中鑒定了兩個(gè)大小不同的外泌體亞群,而Cav1KO成纖維細(xì)胞產(chǎn)生了均勻的小外泌體群體(圖2C和2D)。
Cav1結(jié)合膽固醇并組織專門(mén)的膜組織結(jié)構(gòu)域。我們研究了Cav1是否通過(guò)調(diào)節(jié)MVB上的膽固醇水平來(lái)促進(jìn)外泌體異質(zhì)性,盡管WT和Cav1KO成纖維細(xì)胞之間的LBPA陽(yáng)性結(jié)構(gòu)數(shù)目沒(méi)有差異,但Cav1KO細(xì)胞中的MVB面積和filipin強(qiáng)度(代表平均膽固醇含量)明顯更高(圖2 E)。在WT細(xì)胞中,siRNA缺失的Cav1重現(xiàn)了這種表型(圖S2 A),用U18666A處理可促進(jìn)膽固醇在LE/MVB隔室中的積累,也增加了外泌體分泌,同時(shí)減少了WT細(xì)胞中的外泌體異質(zhì)性(圖2 F)。
ILV中包含大部分MVB膽固醇。我們通過(guò)過(guò)表達(dá)組成型活性Rab5(Q79L)證實(shí)了膽固醇在內(nèi)體中蓄積(圖S2 B),為了確認(rèn)Cav1KO MVB中膽固醇含量的變化是否引起外泌體膜重組,我們從WT細(xì)胞(對(duì)照或經(jīng)U18666A處理)或Cav1KO細(xì)胞產(chǎn)生的外泌體中分離了耐冷脂筏(外泌體DRM)。Flotillin-1是外泌體和液序(液體有序)域的標(biāo)記,在Cav1KO細(xì)胞(餾分1-8)或經(jīng)U18666A處理的WT細(xì)胞(餾分1-6)中顯示出更廣泛的分布,相比之下,未處理的WT細(xì)胞外泌體中的flotillin積累僅限于餾分1至3(圖2 G),反映出Cav1KO來(lái)源的外泌體中高度有序的膜含量增加。對(duì)外泌體制劑的脂質(zhì)組學(xué)分析證實(shí),PS中,特別是PS(18:0/18:1)物種中有大量富集,與先前的數(shù)據(jù)一致,值得注意的是,來(lái)自WT細(xì)胞的外泌體始終表現(xiàn)出較高相對(duì)數(shù)量的磷脂酸、磷脂酰肌醇和LBPA(已知在ILV的生物發(fā)生和動(dòng)力學(xué)中發(fā)揮相關(guān)作用),與Cav1KO外泌體相比,外泌體則相反地顯示出膽固醇含量的增加,這與在Cav1KO細(xì)胞LE/ MVB室中觀察到的膽固醇積累相一致。(圖S2 C)。這些結(jié)果表明,Cav1通過(guò)充當(dāng)LE/MVB處的“膽固醇變阻劑”來(lái)調(diào)節(jié)外泌體的生物發(fā)生,賦予該區(qū)域可塑性,并使不同的外泌體群體分離。
圖2 Cav1通過(guò)調(diào)節(jié)MVB膽固醇含量來(lái)調(diào)節(jié)外泌體的生物發(fā)生
(A-G)外泌體是從Cav1WT和Cav1KO成纖維細(xì)胞培養(yǎng)物的上清液中分離出來(lái)的。(A)上圖:來(lái)自相等細(xì)胞數(shù)的外泌體中指定蛋白的蛋白印跡。下圖:Western印跡顯示Cav1和Tsg101在連續(xù)蔗糖梯度上漂浮的外泌體中的分布。(B)相對(duì)于細(xì)胞數(shù)量的外泌體顆粒的定量。誤差是平均值±SD;n =10。(C)左:WT和Cav1KO成纖維細(xì)胞外泌體制劑的Nanosight分布圖,顯示出WT衍生外泌體的形態(tài)和大小異質(zhì)性更高。右:在WT和Cav1KO成纖維細(xì)胞中鑒定的兩個(gè)外泌體群體的定量。誤差棒是平均值±SEM;n =10。(D)WT和Cav1KO外泌體的代表性TEM(比例尺,200 nm)。從WT和Cav1KO成纖維細(xì)胞來(lái)源的外泌體的TEM測(cè)量分布分布。(E)WT,Cav1KO和U18666A處理過(guò)的Cav1WT成纖維細(xì)胞(比例尺,20 μm)的菲林染色(灰色)和LBPA(綠色)。下半部分顯示縮放視圖(比例尺,6 μm)。右圖顯示了MVB(上部)和總MVB面積(下部)中filipin平均熒光強(qiáng)度的定量分析。誤差棒是平均值±SD;n =3。(F)每個(gè)細(xì)胞的外泌體產(chǎn)量。誤差棒是平均值±SD;n = 4(左)和未經(jīng)處理(對(duì)照)且經(jīng)U18666A處理的野生型成纖維細(xì)胞外泌體制劑的Nanosight分布圖(右)。(G)在TritonX-100存在的外泌體中蔗糖密度梯度級(jí)分的蛋白印跡,所述外泌體由未經(jīng)處理的WT和Cav1KO成纖維細(xì)胞以及經(jīng)U18666A處理的WT成纖維細(xì)胞產(chǎn)生。圖表顯示了抗洗滌劑和非抗洗滌劑膜(DRM)中的弗洛替林(Flot1)的比例。誤差棒是平均值±SD;n =3。對(duì)于所有圖形,*,P<0.05;**,P <0.01;***,P <0.001。
3. Cav1促進(jìn)將特定ECM貨物分類為外泌體
我們定量了WT和Cav1KO成纖維細(xì)胞的蛋白組及其相應(yīng)的外泌體制劑,該分析確定了一個(gè)亞蛋白組,該亞蛋白組在WT和Cav1KO全細(xì)胞裂解液中同樣豐富,但其成分根據(jù)Cav1基因型的不同而不同地分類為外泌體(圖3A,左),在閾值| Zq | > 1.5的Cav1KO外泌體中,有152種蛋白比WT外泌體中的蛋白豐富,而163種缺乏。相互作用網(wǎng)絡(luò)和功能注釋富集分析表明,WT來(lái)源的外泌體顯著富集了ECM組分(包括TnC, fibronectin[FN],nidogen, emilin, EDIL3, 硫酸乙酰肝素蛋白聚糖)和內(nèi)體/內(nèi)膜系統(tǒng)組件(圖3 A,右上圖;圖3B;圖S2 D;和數(shù)據(jù)S1);相反,在Cav1KO外泌體中觀察到DNA/RNA結(jié)合和伴侶蛋白(例如組蛋白)的顯著富集(圖3A,右下圖;圖3B;圖S2D;和數(shù)據(jù)S1)。與我們支持Cav1KO MVB中膽固醇含量增加的數(shù)據(jù)一致,盡管Cav1KO全細(xì)胞裂解物中這些蛋白的豐度降低,但各種膜聯(lián)蛋白家族成員的Cav1KO外泌體含量大大增加(圖3 C)。膜聯(lián)蛋白是Ca2+依賴性蛋白,可以結(jié)合富含膽固醇的膜,提供脂質(zhì)聚類活性,并且可能構(gòu)成一種機(jī)制,以適應(yīng)Cav1KO外泌體中膽固醇過(guò)量的現(xiàn)象。
所選蛋白的差異性外泌體分類通過(guò)外泌體組分(圖S2 G和圖S3 I)和碘克沙醇密度梯度(圖3 D)的蛋白印跡分析得到驗(yàn)證。如圖3D所示,外泌體標(biāo)記物和貨物的分布顯著相關(guān)。TnC(Zq = 3.02)是一種涉及發(fā)育,干細(xì)胞小生境形成和侵襲性腫瘤轉(zhuǎn)移的ECM蛋白,TnC在WT衍生的外泌體中很顯著,但在Cav1KO外泌體中卻不存在(數(shù)據(jù)S1)。TnC在成纖維細(xì)胞和U251細(xì)胞(分泌TnC的膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞系;圖S2 E)的MVB中與Cav1共定位,跨越不同腫瘤細(xì)胞系(乳腺癌,成膠質(zhì)細(xì)胞瘤和黑色素瘤)的Cav1敲低(KD)顯示了在Cav1KOMEF中觀察到TnC分泌減弱的表型(圖S2,S2H和S2I),這支持Cav1調(diào)節(jié)跨不同細(xì)胞類型的外泌體生物發(fā)生和ECM貨物分選,并且是外泌體介導(dǎo)的細(xì)胞間通訊的重要調(diào)節(jié)劑。
圖3 Cav1將蛋白貨物指定為外泌體
(A)在兩個(gè)親代細(xì)胞群體(細(xì)胞裂解液,黃色陰影)中均表達(dá)且在外泌體中差異表達(dá)的蛋白的層次分析表示。藍(lán)色:WT外泌體中上調(diào)的蛋白;紅色:在Cav1KO外泌體中上調(diào)的蛋白。右側(cè)的圖形顯示了STRING網(wǎng)絡(luò)分析。上圖:在Cav1WT MEF衍生的外泌體中上調(diào)的鑒定蛋白之間的相互作用。突出顯示的組與ECM成分(藍(lán)色)和細(xì)胞外囊泡/外泌體生物發(fā)生以及溶酶體成分(綠色)有關(guān)。下圖:在Cav1KO MEF衍生的外泌體中上調(diào)的鑒定蛋白之間的相互作用。突出顯示的組與組蛋白(紅色)和DNA / RNA結(jié)合(橙色)有關(guān)。(B)WT和Cav1KO成纖維細(xì)胞(上圖)或組蛋白相關(guān)蛋白(下圖)產(chǎn)生的外泌體之間ECM蛋白豐度發(fā)生顯著變化的細(xì)胞外蛋白的聚集熱圖。(C)比較由Cav1KO和WT成纖維細(xì)胞產(chǎn)生的外泌體中annexin亞型富集的熱圖。(D)Western印跡分析顯示Cav1和定量蛋白質(zhì)組學(xué)鑒定的一些蛋白在WT和Cav1KO衍生的外泌體中漂浮在Optiprep(碘克沙醇)密度梯度上的分布。Tsg101,Alix和flotillin-1用作外泌體標(biāo)記,GM130包括作為陰性對(duì)照。
4. 外泌體的生物發(fā)生/分泌調(diào)節(jié)ECM沉積
我們檢查了外泌體遞送的ECM成分是否可以引發(fā)從頭開(kāi)始的ECM沉積。缺乏Cav1的成纖維細(xì)胞比WT細(xì)胞沉積的TnC纖維基質(zhì)更少(圖4 A),在U18666A處理的細(xì)胞中,TnC纖維的沉積也減少了(圖4B和4C;以及圖S3 B),TnC沉積減少與Cav1缺陷細(xì)胞中的細(xì)胞內(nèi)TnC積累有關(guān);在用U18666A處理的細(xì)胞中這種作用不太明顯,可能反映了較高的TnC降解速率(圖4B)。在源自Cav1KO和Cav1KD MEF或U18666A處理的WT MEF的外泌體中,TnC含量較低(圖4 D和圖S2 F),我們使用兩種不同的外泌體分泌抑制劑來(lái)評(píng)估外泌體對(duì)細(xì)胞外TnC纖維沉積的貢獻(xiàn):二甲基阿米洛利(dmA;H+/Na+和Na+/ Ca2+通道抑制劑)和GW4869(中性鞘磷脂酶[nSMase]-2抑制劑)。WT成纖維細(xì)胞的凈外泌體釋放在GW4869和dmA的作用下有所降低(圖S3A),這與TnC纖維沉積受損有關(guān)(圖4E),兩種處理均導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)TnC聚集體的積累(圖4 E和圖S3 C)。通過(guò)減少了外來(lái)體分泌抑制劑暴露,也減少了Cav1KO外泌體中代表性不足的另一個(gè)關(guān)鍵ECM成分FN的沉積(圖3 B,圖S3 I和數(shù)據(jù)S1),而GW4869的作用更強(qiáng)(圖4F ),盡管在U18666A處理后未觀察到明顯差異(圖S3 K),在初級(jí)CAF中也證實(shí)了外泌體分泌與ECM沉積的相關(guān)性,其中外泌體的釋放在很大程度上被GW4869抑制,而dmA實(shí)際上沒(méi)有作用(圖S4A)。因此,TnC和纖連蛋白(FN)沉積受到nSMase2阻滯的特別影響,而dmA沒(méi)有影響(圖S4 B和圖4 C),GW4869和dmA均不影響MEF或CAF中的ER-高爾基體穩(wěn)態(tài)(圖S3 D,圖3 E,圖S4 D和圖4E),排除了受損的ER-高爾基體分泌功能是造成缺陷的潛在原因ECM組件的沉積。
ESCRT機(jī)器調(diào)節(jié)的運(yùn)輸和神經(jīng)酰胺生物發(fā)生途徑會(huì)產(chǎn)生帶有不同貨物的外泌體。我們分析了Tsg101(ESCRT依賴性途徑的核心調(diào)節(jié)劑)或nSMase1和2(神經(jīng)酰胺代謝的關(guān)鍵調(diào)節(jié)劑)的瞬時(shí)敲低對(duì)TnC基質(zhì)沉積的影響(圖S3F和S3G)。與小型抑制劑實(shí)驗(yàn)一致(圖4 E),任一途徑的敲低均會(huì)損害TnC沉積,而神經(jīng)酰胺合成破壞會(huì)產(chǎn)生更強(qiáng)的作用(圖4G和圖S3H)。這些處理還減少了FN沉積(圖S3 J)。因此,外泌體是一般的ECM沉積機(jī)制,神經(jīng)酰胺依賴性外泌體生物發(fā)生是該過(guò)程中的主要限制步驟。
圖4 外泌體介導(dǎo)的ECM沉積是Cav1依賴的過(guò)程
(A)共聚焦圖像Z-stack,顯示W(wǎng)T,Cav1KD和Cav1KO MEF沉積的基質(zhì)中的TnC(紅色)。F-肌動(dòng)蛋白顯示為綠色(比例尺,40 μm)。放大視圖顯示,在Cav1KD和Cav1KO MEF(比例尺,10 μm)中不存在TnC基質(zhì)沉積,并相應(yīng)增加了細(xì)胞內(nèi)積累(白色箭頭)。(B)通過(guò)Z-stack共聚焦顯微鏡(比例尺,40 μm)測(cè)定的U18666A處理的WTMEF的TnC沉積。(C)由Cav1WT,Cav1KO和U18666A處理的Cav1WT MEF產(chǎn)生的纖維中的細(xì)胞外TnC沉積(平均值±SD;n = 8)。(D)蛋白印跡法分析指定基因型分泌的外泌體中TnC表達(dá)。定量:平均值±SEM;n=6。(E)5-d暴露于外泌體抑制劑dmA(75 nM)和GW4869(10 μM)對(duì)WT MEFs的TnC基質(zhì)沉積(紅色)的影響(比例尺,20 μm)。右:圖表顯示細(xì)胞外TnC纖維沉積(平均值±SEM;n = 12)。(F)共聚焦圖像Z-stack,顯示5-d暴露于dmA(75 nM)和GW4869(10 μM)對(duì)WT MEF(FN,50 μm)對(duì)FN基質(zhì)沉積(綠色)的影響。底部:圖表顯示細(xì)胞外FN纖維沉積(平均值±SEM;n = 5)。(G)共聚焦圖像的代表性Z-stack,顯示靶向Tsg101和中性nSMase1和2的siRNA對(duì)WT MEF沉積TnC基質(zhì)的影響(紅色;比例尺,20 μm)。右圖顯示了纖維中細(xì)胞外TnC的沉積,以C表示(平均值±SEM;n = 6)。不適用。對(duì)于所有圖形,*,P <0.05;**,P <0.01;***,P <0.001。
5. TnC摻入外泌體具有細(xì)胞內(nèi)起源,并取決于膽固醇調(diào)節(jié)
為了排除通過(guò)胞吞運(yùn)輸摻入外泌體的TnC的外部來(lái)源,我們開(kāi)發(fā)了一種基于細(xì)胞衍生基質(zhì)(CDM)的檢測(cè)方法,CDM是通過(guò)WT或TnCKO MEF在體外合成的ECM脫細(xì)胞而產(chǎn)生的,我們證實(shí)TnCKO細(xì)胞被特異地破壞了TnC的沉積,其他組件(例如FN)沒(méi)有表現(xiàn)出如此顯著的依賴性,并且顯示出輕微的上調(diào),這可能是由于存在替代性補(bǔ)償途徑(圖5A和圖S5A;另請(qǐng)參見(jiàn)圖S3I)。然后將TnCKO或WT細(xì)胞接種在每個(gè)CDM上(圖5 B),并確定TnC內(nèi)在化,在富含TnC的CDM上生長(zhǎng)的TnCKO成纖維細(xì)胞內(nèi)部未檢測(cè)到細(xì)胞內(nèi)TnC,因此排除了胞吞作用是用于TnC庫(kù)進(jìn)行外泌體分揀的情況。
為了排除純化外泌體組分中檢測(cè)到的TnC來(lái)自于細(xì)胞外TnC纖維與外泌體非特異性結(jié)合的可能性,將來(lái)自TnCKO細(xì)胞的純化外泌體與WT細(xì)胞產(chǎn)生的富含TnC的基質(zhì)一起孵育(圖5C和材料以及方法部分),與富含TnC的基質(zhì)孵育后,我們未能在TnCKO外泌體中檢測(cè)到TnC蛋白(圖5 C)。
然后,我們從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(ER)和高爾基體隔室中分離了MVB。在未處理的WT細(xì)胞中,TnC與MVB和ER標(biāo)記均被沉降(圖5 D);然而,在用GW4869處理后,TnC基本上被排除在MVB組分之外,這種分布轉(zhuǎn)移在Cav1KO細(xì)胞中再次出現(xiàn)(圖5 D),因此,在Cav1KO細(xì)胞或GW4869處理的WT細(xì)胞中,大部分細(xì)胞TnC與ER共定位(圖5E和圖S4F)。補(bǔ)充氯喹后,這種共定位作用得以增強(qiáng)(圖S4 F),表明TnC從ER轉(zhuǎn)移到MVB的缺陷會(huì)導(dǎo)致ER保留TnC,并隨后使溶酶體降解,這支持了溶酶體降解能夠在其外泌體分選失敗時(shí)去除TnC的觀點(diǎn);降解率的差異可以解釋外泌體抑制劑藥物處理的Cav1KO細(xì)胞和WT細(xì)胞中TnC積累的差異性,以及在外泌體生物發(fā)生和分泌嚴(yán)重中斷時(shí)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)缺乏應(yīng)激。因此,TnC在外泌體中的存在反映了TnC在細(xì)胞內(nèi)被真正調(diào)節(jié)成MVBs,可能通過(guò)涉及ER-MVB接觸位點(diǎn)的機(jī)制。
膜接觸部位(MCS)是小的特殊結(jié)構(gòu)域,通過(guò)該結(jié)構(gòu)域,不同的膜隔室進(jìn)行通信,從而允許離子和脂質(zhì)(包括膽固醇)在ER內(nèi)膜MCS的情況下主動(dòng)轉(zhuǎn)移。我們假設(shè)ER-MVB MCS破壞減輕了Cav1KO細(xì)胞中的膽固醇積累,并恢復(fù)了外泌體上ECM蛋白的分類受損,敲低了ORP1L和囊泡相關(guān)蛋白A(VAPA),因?yàn)镋R-內(nèi)體系鏈復(fù)合物VAPA:ORP1L的這些成分是ER向內(nèi)體膽固醇轉(zhuǎn)移的相關(guān)調(diào)節(jié)劑。Cav1KO細(xì)胞中這些接觸位點(diǎn)的破壞顯著降低了LE/MVB大小和磷脂染色強(qiáng)度(圖6A和圖S5D),在這些接觸部位破裂時(shí)膽固醇含量的降低與細(xì)胞外TnC纖維沉積的挽救相關(guān),其水平與在WT細(xì)胞中觀察到的水平相當(dāng)(圖6C)。
為了進(jìn)一步表現(xiàn)內(nèi)體膽固醇積累在ECM蛋白分類到外泌體上的作用,我們?cè)u(píng)估了用外源低密度脂蛋白(LDL)-膽固醇加入WT細(xì)胞對(duì)TnC轉(zhuǎn)運(yùn)到LE/MVBs中的影響,更重要的是,負(fù)載膽固醇的細(xì)胞在LE/MVBs處的蓄積和TnC的細(xì)胞外沉積均顯著降低(圖S4,G和I)。
因此,內(nèi)體隔室中膽固醇含量的控制是調(diào)節(jié)外泌體生物發(fā)生和外泌體貨物規(guī)格的關(guān)鍵機(jī)制,其中Cav1是一個(gè)重要參與者。
6. 依賴于cav1的外泌體生物發(fā)生直接驅(qū)動(dòng)ECM沉積和腫瘤細(xì)胞侵襲性的增加
我們比較了從WT或Cav1KO MEFs中純化的外泌體在無(wú)侵害的乳腺癌腫瘤細(xì)胞系MDA-MB468 2D培養(yǎng)物上沉積TnC的能力,該細(xì)胞自然表達(dá)的Cav1和TnC的水平可以忽略不計(jì)。24小時(shí)后,腫瘤細(xì)胞以相似的效率內(nèi)化預(yù)標(biāo)記的WT和Cav1KO外泌體,一般膜染料PKH67的積累也類似(圖7 A,綠色);然而,只有WT外泌體可導(dǎo)致TnC在靠近外周的區(qū)域可檢測(cè)到沉積(圖7 A,紅色),暴露于Cav1KO外泌體的MDA-MB468的TnC沉積水平與對(duì)照組(暴露于vehicle)相當(dāng)。因此,外泌體具有在體外沉積特異性ECM物質(zhì)的內(nèi)在能力,這需要依賴于cav1的外泌體生物發(fā)生的調(diào)控。
Tav的Cav1依賴性外泌體沉積誘導(dǎo)了MDA-MB468腫瘤細(xì)胞的重要形態(tài)變化,引起細(xì)胞間粘附力的喪失和上皮標(biāo)記E-鈣黏著蛋白的內(nèi)在化,并與絲狀偽足的突出和散發(fā)有關(guān)(圖7 B)。當(dāng)使用由慢病毒shRNA編碼載體轉(zhuǎn)導(dǎo)的CAF系時(shí),觀察到相似的表型(圖S5C),因此,MDA-MB468細(xì)胞顯示出增加的遷移,如通過(guò)傷口愈合和transwell遷移測(cè)定所評(píng)估的(圖S5,F(xiàn)和G)。有趣的是,從MDA-MB231腫瘤細(xì)胞中純化的外泌體盡管具有相當(dāng)數(shù)量的Cav1蛋白,但與來(lái)自WT成纖維細(xì)胞的外泌體相比含有較低的TnC,卻無(wú)法上調(diào)MDA-MB468細(xì)胞的突出性和運(yùn)動(dòng)性(圖S5B;圖S2G和2H;以及數(shù)據(jù)S2),因此,來(lái)源于基質(zhì)成纖維細(xì)胞的外泌體TnC/ECM貨物本身不是外泌體Cav1,而是誘導(dǎo)了腫瘤細(xì)胞中侵襲性表型的誘導(dǎo)。
我們研究了外泌體將ECM沉積在MDA-MB468球體的能力,在無(wú)支架3D組裝中,細(xì)胞可以自組織ECM并參與細(xì)胞間通訊,并且已被驗(yàn)證為許多應(yīng)用的活體組織的體外實(shí)驗(yàn)替代物。WT衍生的含TnC的外泌體,而不是衍生自Cav1KO或Cav1KD成纖維細(xì)胞的外泌體(即TnC耗盡)有效地將原纖維TnC結(jié)構(gòu)沉積在細(xì)胞球體內(nèi)(圖7C),3D重建表明TnC原纖維優(yōu)先位于組織間隙中(圖S5 E)。
為了表征在這種情況下腫瘤細(xì)胞中Cav1依賴性,外泌體誘導(dǎo)的表型變化,將在外泌體存在下產(chǎn)生的球體鋪平,并使細(xì)胞遷移72小時(shí),WT外泌體比來(lái)自Cav1KOMEF的外泌體顯著促進(jìn)了更多的遷移(圖7 D)。為了確認(rèn)TnC在此過(guò)程中的作用,我們測(cè)試了源自TnCKO MEF的外泌體的作用(圖7 G和圖S5,H和I),TnCKO外泌體是刺激細(xì)胞遷移的不良刺激物,驗(yàn)證了觀察到的表型影響主要來(lái)自對(duì)外泌體的特定ECM貨物的分類。
接下來(lái),我們檢查了外泌體是否增加了腫瘤細(xì)胞的侵襲性。Cav1KO外泌體在基質(zhì)膠侵襲試驗(yàn)(圖7 E)或3D膠原基質(zhì)侵襲試驗(yàn)(圖7 F)中始終表現(xiàn)出減弱的誘導(dǎo)侵襲能力,類似于TnCKO細(xì)胞衍生的外泌體促進(jìn)的侵襲減少(圖7 G),這些結(jié)果進(jìn)一步支持了Cav1和TnC依賴性外泌體誘導(dǎo)的ECM沉積和表型改變與腫瘤進(jìn)展的相關(guān)性。
圖5 TnC的外泌體摻入通過(guò)ER-MVB途徑在細(xì)胞內(nèi)發(fā)生
(A)左:TnCWT和TnCKO成纖維細(xì)胞裂解液中TnC和FN表達(dá)的蛋白印跡分析。右:如材料和方法中所述,從TnCWT和TnCKO細(xì)胞生成CDM,并將TnCWT和TnCKO細(xì)胞鋪在這些CDM上24小時(shí),如圖所示。CDM用TnC標(biāo)記(紅色),鋪板的細(xì)胞用F-actin染色(灰色;比例尺,50 μm)。(B)總裂解物(CDM +鋪板的細(xì)胞)和鋪在CDM上并通過(guò)胰蛋白酶消化分離的細(xì)胞中TnC和FN的蛋白印跡分析。微管蛋白用作上樣對(duì)照。在分析之前,將細(xì)胞在脫細(xì)胞的CDM上培養(yǎng)24小時(shí)。(C)純化的外泌體與富含TnC或TnCKO CDM的相互作用測(cè)定。該方案顯示了測(cè)定方案。Western印跡顯示TnC和FN與外泌體結(jié)合的分析。(D)使用指示標(biāo)記,對(duì)WT(用媒介物或GW4869處理)和Cav1KO細(xì)胞中細(xì)胞內(nèi)TnC分布的亞細(xì)胞分級(jí)分析。方框區(qū)域表示富含MVB的級(jí)分。圖表顯示了在不同條件下,各餾分中TnC相對(duì)于MVB富集餾分中總TnC(歸一化為1)的相對(duì)量(平均值±SD;n = 3)。(E)在單獨(dú)或與溶酶體抑制劑氯喹組合使用GW4869處理的Cav1WT MEF中分析了TnC(紅色)和鈣網(wǎng)蛋白(綠色)之間的共定位(比例尺,50 μm;縮放比例尺,20 μm)。圖表顯示了皮爾遜共定位TnC和鈣網(wǎng)蛋白的相關(guān)系數(shù)(平均值±SD;n = 3)。CNTRL,控制。*,P <0.05;**,P<0.01;***,P <0.001。
圖6 內(nèi)體隔室/ MVB處的膽固醇調(diào)節(jié)控制外泌體介導(dǎo)的TnC沉積
(A)破壞Cav1KO MEF中的VAPA或ORP1L系鏈后,膽固醇從ER向內(nèi)體的轉(zhuǎn)移受到破壞,這通過(guò)膽固醇(灰度)和LBPA(綠色)染色(比例尺,20 μm)評(píng)估了膽固醇的積累。下半部分顯示了所關(guān)注區(qū)域的縮放縮略圖(比例尺,6 μm)。右圖顯示了MVB(上部)和總MVB面積(下部)中filipin血脂平均熒光強(qiáng)度的定量分析。誤差棒是平均值±SD;n =3。(B)用Rab5(Q79L)電穿孔的VAPA耗盡的Cav1KO MEF中,TnC分布(紅色)和LBPA(綠色)的共聚焦分析(灰色;比例尺,10 μm)。最右邊的面板顯示了內(nèi)體/MVB的放大視圖(比例尺,5 μm)。圖表沿指示線顯示了Rab5(Q79L)(灰色)和TnC(紅色)的像素強(qiáng)度。(C)Z-stack共聚焦圖像,顯示RNAi介導(dǎo)的VAPA和ORP1L耗盡對(duì)TnC纖維沉積的影響(紅色)(比例尺,10 μm)。該圖顯示了指定的系鏈耗盡后,WT或Cav1KO MEF沉積的細(xì)胞外TnC纖維(平均值±SEM;n = 3)。不適用。對(duì)于所有圖形,*,P <0.05;**,P <0.01;***,P <0.001。
圖7 外泌體介導(dǎo)的TnC沉積促進(jìn)腫瘤細(xì)胞侵襲
(A-G)將MDA-MB468乳腺腫瘤細(xì)胞與PKH67標(biāo)記的來(lái)自WT或Cav1KO MEF的外泌體或PBS(對(duì)照)一起孵育。(A)MDA-MB468細(xì)胞攝取外泌體(綠色)并在腫瘤細(xì)胞周?chē)鷧^(qū)域沉積外泌體遞送的TnC(紅色)的顯微圖像。比例尺,30 μm。(B)暴露于成纖維細(xì)胞衍生的WT和Cav1KO外泌體后36小時(shí),MDA-MB468細(xì)胞的表型變化。對(duì)細(xì)胞上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化標(biāo)記E-鈣黏著蛋白染色;細(xì)胞核用Hoechst染色 。放大圖像顯示E-鈣粘著蛋白從細(xì)胞與細(xì)胞接觸部位向細(xì)胞內(nèi)隔室的重新分布(比例尺,10 μm)。E-鈣黏著蛋白和其他上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化標(biāo)記通過(guò)蛋白印跡法確定。圖表顯示了用PBS(CNTRL),WT或Cav1KO外泌體處理后E-鈣黏著蛋白的變化(平均值±SD;n = 3)。(C)在WT,Cav1KO或Cav1KD外泌體存在下生成的3D MDA-MB468球體中TnC沉積(紅色)的Z-stack共聚焦圖像。細(xì)胞核用Hoechst(藍(lán)色;比例尺,150 μm)染色。放大的圖像顯示出TnC沉積物的清晰分布(比例尺,50 μm)。白色箭頭:TnC纖維。右:圖表顯示細(xì)胞外TnC纖維沉積(平均值±SEM;n =3)。(D)MDA-MB468球體遷移的相襯圖像(比例尺,175 μm)。在所示外泌體的存在下產(chǎn)生球體,并培養(yǎng)72小時(shí)。該圖顯示了球體遷移的定量分析(平均值±SEM;n = 11)。(E和F)在成纖維細(xì)胞衍生的WT或Cav1KO外泌體存在下產(chǎn)生的MDA-MB468球體的浸潤(rùn)性。在Matrigel中評(píng)估侵襲性(E;相差顯微鏡并定量;平均值±SEM;每種條件下n = 26個(gè)橢球;比例尺,150 μm)或I型膠原蛋白凝膠(F;免疫熒光;箭頭指示細(xì)胞浸潤(rùn)區(qū)域;平均值±SEM;每種條件下,n = 24個(gè)球體;比例尺,100 μm)。(G)在存在成纖維細(xì)胞的TnCWT和TnCKO外泌體的情況下產(chǎn)生的MDA-MB468球體的浸潤(rùn)性。箭頭指示細(xì)胞侵襲的區(qū)域。該圖顯示了MDA-MB468球狀體對(duì)膠原蛋白的侵襲性量化(平均值±SD;n =每個(gè)條件15個(gè)球狀體;比例尺,150 μm)。CNTRL,對(duì)照;不適用。對(duì)于所有圖形,*,P <0.05;**,P <0.01;***,P <0.001。
7. Cav1WT MEF衍生的外泌體在體內(nèi)產(chǎn)生富含TnC的生態(tài)位
為了評(píng)估外泌體是否在大的(器官間)距離內(nèi)在體內(nèi)沉積TnC,我們對(duì)從WT或Cav1KO成纖維細(xì)胞純化的外泌體進(jìn)行熒光標(biāo)記,每天注射到TnCKO小鼠的尾靜脈中1周(圖8A)。組織病理學(xué)分析顯示特定的外泌體在肝臟中積累,并在較小程度上在肺中積累(圖8 B和圖S5 J),然而,僅在注射WT外泌體的小鼠的肝臟和肺中始終可檢測(cè)到相關(guān)的TnC沉積,這與注射Cav1KO外泌體或媒介物(PBS)的動(dòng)物器官中殘留的TnC染色相反,盡管Cav1KO外泌體能夠同等效率到達(dá)該器官。因此,Cav1在體內(nèi)依賴外泌體的ECM沉積中起關(guān)鍵作用,由于TnC通過(guò)有利的遠(yuǎn)距離微環(huán)境的聚集是轉(zhuǎn)移的正向調(diào)節(jié)劑,因此Cav1可能通過(guò)依賴于外泌體的基質(zhì)-腫瘤通訊來(lái)特異性地調(diào)節(jié)癌癥的結(jié)果。
圖8 載有Cav1的成纖維細(xì)胞來(lái)源的外泌體以組織特異性方式在體內(nèi)沉積TnC
(A)處理方案。(B)用尾巴靜脈注射Cav1WT或Cav1KO成纖維細(xì)胞來(lái)源的外泌體或PBS注射的小鼠肝臟切片的熒光顯微鏡檢查(比例尺,60 μm;放大圖,比例尺,30 μm)。外泌體點(diǎn)是綠色的。白色箭頭指示TnC沉積區(qū)域。所有圖像代表來(lái)自兩個(gè)獨(dú)立實(shí)驗(yàn)的九個(gè)隨機(jī)區(qū)域。(C)Cav1在外泌體介導(dǎo)的ECM沉積中的可能作用。(CI)內(nèi)吞的Cav1進(jìn)入MVB隔室,在那里它促進(jìn)外泌體的大小和組成異質(zhì)性,有利于特定ECM成分的進(jìn)入。(CII)Cav1WT成纖維細(xì)胞來(lái)源的外泌體通過(guò)使腫瘤細(xì)胞周?chē)鷧^(qū)域的局部ECM(TnC)沉積成核來(lái)刺激乳腺癌細(xì)胞的突出活性和運(yùn)動(dòng)性。(CIII)Cav1WT成纖維細(xì)胞來(lái)源的外泌體還可以在距體內(nèi)來(lái)源很遠(yuǎn)的位置生成富含ECM的沉積物,并可能會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)移。
討論
外泌體是一種手段,腫瘤細(xì)胞和相關(guān)基質(zhì)不僅可以局部交流,而且可以影響和轉(zhuǎn)化遠(yuǎn)處或“小生境”,甚至系統(tǒng)地調(diào)節(jié)機(jī)體反應(yīng)。盡管它們無(wú)處不在,但外泌體生物發(fā)生,貨物分選和功能的基本機(jī)制仍然難以捉摸。在這里,我們通過(guò)調(diào)節(jié)MVB中的膽固醇含量來(lái)確定Cav1是外泌體生物發(fā)生的調(diào)節(jié)劑,從而可以產(chǎn)生不同的外泌體亞群和外泌體貨物規(guī)格(主要是特定的ECM蛋白),并具有隨后的功能影響。我們的數(shù)據(jù)表明,Cav1在外泌體中的存在通過(guò)其Tyr14磷酸化的內(nèi)吞作用而受到青睞,這促進(jìn)了Cav1靶向MVB外膜,在該處激活了第二種機(jī)制,該機(jī)制需要靶向泛素化的N末端域賴氨酸殘基的存在。第二種機(jī)制將Cav1分為ILV,以產(chǎn)生外泌體,Cav1將在MVB中充當(dāng)“膽固醇變阻器”,從而增加該隔室的可塑性并實(shí)現(xiàn)不同外泌體群體的隔離,在該隔室中的膽固醇滴定還可以通過(guò)調(diào)節(jié)ER-MVB接觸來(lái)確定外泌貨物規(guī)格。Cav1依賴性外泌體ECM沉積既引起局部ECM沉積,又引起遠(yuǎn)處ECM富集區(qū)域的生成,支持Cav1在基質(zhì)重塑中的新作用,這種外體ECM沉積通過(guò)增加細(xì)胞散射而促進(jìn)了靶向腫瘤細(xì)胞的突出和活躍遷移,表明這些機(jī)制有助于腫瘤細(xì)胞的侵襲并有利于新的ECM基質(zhì)位的成核(圖8 C)
TnC是參與促進(jìn)外泌體依賴性腫瘤侵襲的關(guān)鍵組成部分。表達(dá)Cav1的成纖維細(xì)胞的TnC基質(zhì)沉積嚴(yán)格要求完整的外泌體生物發(fā)生和分泌,我們的數(shù)據(jù)支持一個(gè)模型,其中ER/高爾基體室是TnC向外泌體的主要直接供應(yīng)者,并排除了從頭合成途徑繞過(guò)的整合,例如從細(xì)胞外空間的內(nèi)在化。在乳腺癌細(xì)胞系中進(jìn)行的研究的支持下,我們的結(jié)果表明Cav1調(diào)節(jié)了外泌體貨物規(guī)格的一般機(jī)制,特別是與TnC分選和分泌有關(guān),此外,依賴Cav1的外泌體TnC分泌對(duì)腫瘤進(jìn)展具有雙重影響(圖7):(1) 直接添加重組可溶性TnC后觀察到,TnC在腫瘤浸潤(rùn)前部的局部沉積可能會(huì)誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞從腫瘤塊中遷移出來(lái)(見(jiàn)圖7);此外,(2)依賴Cav1的外泌體介導(dǎo)的TnC長(zhǎng)距離沉積可能會(huì)促成基質(zhì)小生境在癌細(xì)胞到達(dá)之前“引發(fā)”,從而形成隨后的轉(zhuǎn)移性生長(zhǎng)的“著陸平臺(tái)”。我們發(fā)現(xiàn),IV注射來(lái)自WT成纖維細(xì)胞而不是來(lái)自Cav1KO細(xì)胞的外泌體可以有效地促進(jìn)遠(yuǎn)處器官中直接TnC-基質(zhì)沉積(圖8),之后還需要進(jìn)一步的研究以確認(rèn)這些ECM基質(zhì)壁是否對(duì)體內(nèi)轉(zhuǎn)移有影響。
已有描述caveolae內(nèi)在化的途徑,其中caveolae被分解,Cav1被內(nèi)在化和泛素化,然后在LEs/MVB的內(nèi)膜積聚。有趣的是,Cav1還通過(guò)溶酶體pH值的變化和膽固醇含量的變化而靶向LE,而Cav1降解率沒(méi)有變化,增加了該Cav1庫(kù)替代命運(yùn)的可能性。我們觀察到的Cav1-MVB共定位的變化(圖1和圖S1):將大部分內(nèi)部化的Cav1分類為MVB,部分整合到外泌體中,但是,目前我們不能排除其他細(xì)胞內(nèi)隔室(例如ER)也可能是外泌體Cav1的來(lái)源。
Cav1以高親和力結(jié)合膽固醇,其在不同隔室之間移動(dòng)的能力可能有助于調(diào)節(jié)細(xì)胞中的膽固醇通量。我們的數(shù)據(jù)支持Cav1決定LE/MVB膜中的游離膽固醇水平,為生成大小不等的ILV賦予所需的可塑性,并有利于將ECM組分分類至外泌體以供分泌(圖2,圖S2,和圖S3)。此外,通過(guò)在藥理學(xué)上阻止內(nèi)體隔室中的膽固醇運(yùn)輸,通過(guò)破壞ER-內(nèi)體MCS(圖6和圖S5D),對(duì)LE/MVB上的膽固醇水平進(jìn)行人工操作(圖2;圖4B和4C;圖S2 F;圖S4 H),或通過(guò)外源加上LDL-膽固醇(圖S4,G和I),對(duì)ECM外泌貨物的細(xì)胞內(nèi)運(yùn)輸和外泌體分泌產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。這暗示了一種模型,通過(guò)該模型,內(nèi)體/MVB的膽固醇水平控制是外泌體介導(dǎo)的ECM沉積調(diào)節(jié)的必不可少的部分,如最近在這些細(xì)胞內(nèi)區(qū)隔中的其他信號(hào)傳遞事件和功能所描述的那樣。值得注意的是,ER線粒體MCS的Cav1調(diào)節(jié)了固醇代謝復(fù)合物的募集和膽固醇的積累,之后還需要進(jìn)一步研究以更好地定義膽固醇運(yùn)輸與外泌體生物發(fā)生和下游功能之間相互作用的機(jī)制細(xì)節(jié),其中Cav1似乎是關(guān)鍵參與者。
有趣的是,在確定的依賴Cav1的外泌體貨物中,膠原蛋白的含量不及其他ECM組分豐富,膠原蛋白分泌需要通過(guò)COPII生物合成/分泌機(jī)制運(yùn)作的特定組裝機(jī)制,因此無(wú)法用于外泌體途徑(圖3,圖4和圖S3)。這些途徑實(shí)際上可能受到Cav1的相反調(diào)控,因?yàn)橐呀?jīng)描述了Cav1表達(dá)與按時(shí)間順序老化的皮膚以及纖維化過(guò)程中膠原沉積之間呈負(fù)相關(guān)。支持我們觀察到外泌體可以充當(dāng)某些ECM蛋白的載體的觀點(diǎn),最近的一項(xiàng)研究表明FN通過(guò)與整合素α5β1結(jié)合來(lái)分泌FN的外泌體的,然而,這種分類的功能和潛在機(jī)制尚未確定,我們的數(shù)據(jù)表明,TnC通過(guò)從生物合成途徑到MVB室的分類將其摻入到ILV中,不包括通過(guò)內(nèi)化或一旦釋放就直接與外泌體結(jié)合產(chǎn)生細(xì)胞外來(lái)的可能性(圖5)。
先前的研究表明,黑色素瘤患者血漿中表達(dá)Cav1的外泌體水平較高,我們建議表達(dá)Cav1的外泌體的相對(duì)水平可能是轉(zhuǎn)移和腫瘤惡性腫瘤以及其他膽固醇相關(guān)疾病的有價(jià)值的預(yù)后標(biāo)志。我們的研究表明,通過(guò)外體腫瘤與基質(zhì)之間的溝通,可以發(fā)現(xiàn)診斷,預(yù)防和治療干預(yù)的新潛在機(jī)會(huì)。
https://rupress.org/jcb/article/219/11/e202006178/211453/ECM-deposition-is-driven-by-caveolin-1-dependent
聯(lián)系客服