喜报!恭喜复旦大学附属华山医院姜昊文教授团队Molecular Therapy发表IF=11.454研究成果!

2022-01-25

编者推荐:本文所用UR52121外泌体提取纯化试剂盒和UR51102外泌体专用培养基为Umibio品牌产品。

哺乳动物体内细胞活性氧介导的氧化平衡稳态是肿瘤及代谢性疾病的研究热点,过往的研究证实膀胱癌可以通过细胞外囊泡调节其肿瘤免疫微环境,但是氧化平衡稳态在这之中的作用及具体分子调控机制尚不明确。

近日,来自复旦大学附属华山医院泌尿外科姜昊文教授团队的研究者在Cell旗下美国基因与细胞治疗学会(ASGCT)会刊Molecular Therapy(中科院一区,IF=11.454)上发表Article类型研究论文“Exosome derived circTRPS1 promotes malignant phenotype and CD8+ T cell exhaustion in bladder cancer microenvironment through modulating reactive oxygen species equilibrium via GLS1 mediated glutamine metabolism alteration”,首次揭示了膀胱癌外泌体促进CD8+T细胞耗竭的免疫抑制微环境的新机制,阐明了外泌体内circRNA对膀胱癌细胞及其肿瘤免疫微环境的不同作用机制。泌尿外科姜昊文教授及茅善华副主任医师为本研究的共同通讯作者,住院医师杨宸博士为第一作者。复旦大学附属华山医院泌尿外科为本工作的唯一成果单位。

姜昊文教授在团队前期膀胱癌研究基础(Protein&Cell,2018; Cancer Science,2019; Molecular Therapy Nucleic Acids,2020; Cell Death&Disease,2021)之上,首次通过高通量测序鉴定出circTRPS1在膀胱癌中高表达。通过对已完善5年生存随访的纳入90例膀胱癌患者的组织芯片进行circTRPS1的荧光原位杂交实验(FISH),团队发现circTRPS1在肿瘤中高表达并能够预测膀胱癌患者的预后。特别的,在膀胱癌患者的肿瘤组织内观测到了circTRPS1在胞外间隙内浓聚,提示其在膀胱癌微环境中可能通过外泌体发挥调控机制。后续团队在膀胱癌患者经历全膀胱根治性切除术及经尿道膀胱肿瘤切除术(TURBt)术前及术后的血液及尿液中分离的外泌体内均鉴定到了circTRPS1的表达,同时术后circTRPS1的表达显著降低,这提示了膀胱癌内外泌体中的circTRPS1具有作为生物标志物的潜力。   

 

       在鉴定circTRPS1能够促进膀胱癌的增殖侵袭等恶性表型后,团队通过对敲低circTRPS1的膀胱癌T24细胞进行代谢组学及全转录组测序,在机制上进一步研究发现circTRPS1主要通过谷氨酰胺酶1(GLS1)影响膀胱癌细胞内谷氨酰胺代谢。谷氨酰胺代谢通路被抑制后,会降低细胞内谷胱甘肽的含量及抑制三羧酸循环的正常进行从而分别抑制肿瘤细胞的氧化平衡稳态及能量代谢。后续团队证实circTRPS1抑制导致膀胱癌细胞内发生代谢重编程,通过上述两条通路影响了肿瘤细胞的恶性表型。

     在肿瘤微环境中,肿瘤细胞分泌的外泌体不仅能够促进肿瘤细胞自身的增殖,而且能够作用于免疫细胞调控肿瘤免疫微环境。作为肿瘤免疫的最终效应者,CD8+T细胞需要恒量的细胞内活性氧以促进其成熟及发挥其对肿瘤细胞的杀伤效应。通过对华山中心组织芯片的circTRPS1和CD8的表达量将患者分成四组,团队发现circTRPS1高表达/CD8低表达的患者预后最差,circTRPS1低表达/CD8高表达的患者预后最好,这提示了在膀胱癌肿瘤免疫微环境中circTRPS1参与了CD8+T细胞介导的肿瘤免疫。将敲低circTRPS1的膀胱癌细胞系分泌的外泌体和从病人外周血中纯化分离的CD8+T细胞共培养,团队发现CD8+T细胞的效应分子IFN-γ,颗粒酶以及穿孔素表达增强而免疫检查点分子PD-1表达降低,这提示了外泌体来源的circTRPS1能够促进CD8+T细胞的耗竭。

            

     本研究在阐述了circTRPS1/GLS1/谷氨酰胺代谢通路在膀胱癌细胞中机制的基础上,明确了其能够通过外泌体促进膀胱癌免疫微环境中CD8+T细胞的耗竭。这一二元调控模式不仅揭示了外泌体在膀胱癌中的复杂调控模式对于肿瘤细胞和免疫细胞的差异化影响,而且为后续基于外泌体的膀胱癌诊断治疗提供新的靶点和研究思路。

 

第一作者信息

 

杨宸,男,27岁,外科学博士。高中毕业于上海市交通大学附属中学理科班。获第二十五届全国高中生化学竞赛一等奖,保送进入复旦大学临床医学八年制。导师为复旦大学附属华山医院泌尿外科姜昊文教授。共发表SCI论文24篇,第一或通讯作者19篇,其中IF>10三篇,IF>8十篇,发表在Protein & Cell,Molecular Therapy,Journal of experimental and clinical cancer reasearch,Cell Death &Disease,Cancer Science,Molecular Therapy: Nucleic Acids等期刊上。SCI论文总计影响因子191分。第一或通讯发表中文期刊四篇于复旦学报医学版以及上海医学等期刊上。就读期间多次获得国家奖学金和一等奖学金等荣誉,代表复旦大学及复旦大学附属华山医院获得第四届全国大学生基础医学创新论坛暨实验设计大赛全国一等奖,第十五届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品全国三等奖,2020年度上海市优秀毕业生以及2020年度复旦大学光华自立奖等荣誉。发明专利申请两项,授权两项。2021年度在肿瘤口获得国家自然科学青年基金项目。