“ 内吞作用是EGFR功能的一个重要调节因子,在胶质瘤细胞中经常发生失调,并与治疗耐药性有关。然而,在GBM细胞中从未检测过TKIs对EGFR内吞作用的影响。超分辨率dSTORM成像显示,在吉非替尼处理的细胞内膜室中,β1整合素和EGFR非常接近,表明它们潜在的相互作用。有趣的是,整合素的消耗延迟了吉非替尼介导的EGFR内吞作用。EGFR和β1整合素的共内吞作用可能会改变胶质瘤细胞对吉非替尼的反应。利用球状体胶质瘤细胞扩散的体外模型,我们发现α5整合素缺失的细胞比表达α5的细胞对TKIs更敏感。这项工作首次为EGFR TKIs可以触发大量EGFR和α5β1整合素共内吞作用提供了证据,这可能在治疗过程中调节胶质瘤细胞的侵袭性。”
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研究结果
胶质母细胞瘤(GBM)是融合星形细胞和少突胶质细胞肿瘤的一个亚群,是最常和比较具有侵袭性的脑肿瘤。GBM的特征是肿瘤间和肿瘤内的异质性和高度侵袭性的表型。表皮生长因子受体(EGFR、HER1、ErbB1)的过表达或突变是GBM中反复发生的分子改变,与不良预后相关。EGFR是一种跨膜受体酪氨酸激酶,属于ERBB家族,负责胶质瘤细胞的增殖、存活、侵袭性和干性调节。尽管EGFR在GBM中是一个有吸引力的治疗靶点,但使用EGFR-酪氨酸激酶抑制剂(TKIs)的靶向治疗未能改善患者的护理。EGFR的过表达驱动胶质母细胞瘤(GBM)细胞的侵袭,但这些肿瘤仍然对EGFR靶向治疗,如酪氨酸激酶抑制剂(TKIs)产生耐药性。在本研究中,作者发现吉非替尼和其他酪氨酸激酶抑制剂诱导EGFR在早期核内体中积累,从而导致内吞作用增加。此外,TKIs触发另一种膜受体的早期核内蛋白受体重新定位,即纤维连接蛋白受体-β1整合素,这是GBM中一个很有前途的治疗靶点,调节癌细胞的生理EGFR内吞和再循环。
EGFR阻断调节失调参与了GBM的进展和侵袭性。然而,TKIs在EGFR迁移中的意义和作用尚不清楚。为了解决这个问题,作者用吉非替尼处理U87GBM细胞,并通过共聚焦显微镜检测了EGFR的定位,考虑到胶质母细胞瘤的异质性,作者分析了吉非替尼在其他3个具有不同水平EGFR表达的细胞系中对EGFR分布的影响。发现吉非替尼增加了T98G和LN443细胞中EEA1/EGFR的共定位,以及LN443、T98和LNZ308细胞中EGF的内吞作用。这些实验表明,吉非替尼在体外导致GBM细胞大量EGFR内吞。
图1. 吉非替尼诱导U87细胞的EGFR内吞作用。用DMSO(对照细胞)或吉非替尼(20µM)处理4小时后,免疫检测肌动蛋白(绿)、EGFR(红)和内吞体标记物EEA1(青)。
作者之前的实验清楚地表明,吉非替尼显著增加了EGFR的内吞率。整合素α5β1促进EGFR循环,全基因组基因筛选发现α5β1整合素是EGFR内吞作用的强启动子。因此,作者假设α5β1整合素,作为GBM中潜在的治疗靶点,可能会影响吉非替尼介导的EGFR内吞作用。
作者接下来研究了EGFR和整合素是否被运输到相同的核内体。在未处理的细胞中,α5β1整合素和EGFR在质膜上或作为点状细胞内染色,令人惊讶的是,在短期吉非替尼治疗后,α5β1整合素明显被重新分配到大的EGFR阳性核内体中。吉非替尼治疗增加了核周区域整合素/EGFR的共定位,表明这两种受体在同一核内体中募集。
图2. 吉非替尼引起EGFR和α5β1整合素的共内吞作用。用载体(对照)或吉非替尼处理的U87细胞的共聚焦图像。EGFR和β1的免疫检测
接下来,作者对瞬时表达α5-GFP或Rab5-YFP的U87细胞进行了免疫标记和共聚焦分析。在吉非替尼治疗后,整合素β1和EGFR均定位于rab5阳性的早期核内体同样,EGFR和α5-GFP均在eea1阳性的早期核内体中被发现
接下来,作者使用2色dSTORM超分辨率显微镜来整合早期核内体中整合素和EGFR之间的潜在相互作用。在吉非替尼处理的细胞中,显示EGFR和整合素β1标记在核内体样结构中存在强覆盖,但不是在细胞外周处,这表明这两种受体更可能在核内体中相互作用,而不是在质膜上相互作用。此外,作者也在另外三个GBM细胞系中观察到内吞体整合素/EGFR共标记。
图4. 吉非替尼处理的细胞的双色dSTORM图像显示细胞外周和核内体上的EGFR/β1整合素复合体
在本研究中,研究者主要借助STORM技术在更深一层次了解整合素之间的位置关系。这项2014年诺贝尔化学奖的发现已在国内实现产业化。宁波力显智能科技有限公司(INVIEW)现已发布超高分辨率显微系统iSTORM,采用3D随机光学重构技术、高精度细胞实时锁定技术、多通道同时成像技术等,以纳米级观测精度、高稳定性、广泛环境适用、快速成像、简易操作等优异特性,获得了超过50家科研小组和100多位科研人员的高度认可。
参考文献:
1. Blandin, Anne-Florence, et al. "Gefitinib induces EGFR and α5β1 integrin co-endocytosis in glioblastoma cells." Cellular and Molecular Life Sciences 78.6 (2021): 2949-2962.
来源于:宁波力显智能科技有限公司
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