本研究由Hui Li、Yanyan Sun、Jue Wang、Zhiwu Wang、Lan Wu、Jie Lei和Ying Gao共同完成，分别来自内蒙古自治区人民医院肿瘤内科、唐山市人民医院放化疗科、内蒙古医科大学临床医学院肿瘤科以及内蒙古科技大学包头医学院肿瘤科。研究于2025年发表在《Human Cell》期刊上，题为“Hyaluronic acid-modified milk exosomes carrying ZNF516 inhibit ABCC5 and contribute to pemetrexed sensitivity in lung adenocarcinoma”。
学术背景
肺腺癌（Lung Adenocarcinoma, LUAD）是肺癌最常见的亚型，尤其在晚期或转移性肺腺癌患者中，化疗药物培美曲塞（Pemetrexed, PMX）是标准的一线治疗方案。然而，长期使用培美曲塞会导致耐药性，降低治疗效果。因此，寻找新的生物标志物以早期诊断和克服耐药性成为改善肺腺癌患者预后的关键。外泌体（Exosomes）因其天然的运输能力和多功能性，被认为是将癌症治疗药物递送至癌细胞的理想载体。牛奶来源的外泌体（Milk-derived Exosomes, Mexos）在炎症、细胞增殖、免疫调节和癌症进展中具有多种生理和治疗功能，可作为药物载体将小分子递送至肿瘤部位。透明质酸（Hyaluronic Acid, HA）具有高生物利用度和低毒性，能够精确地将活性成分递送至病变区域，显示出在肿瘤治疗中的创新药物递送策略潜力。锌指蛋白516（ZNF516）在多种病理条件下失调，包括恶性肿瘤，但其在肺腺癌中的分子作用尚不清楚。ATP结合盒转运蛋白（ABCC5）在肺癌组织中上调，与癌症干细胞表型密切相关，下调ABCC5可减少多种肿瘤细胞的耐药性。基于以上背景，本研究旨在探讨HA修饰的Mexos、ZNF516和ABCC5在肺腺癌中的潜在作用。
研究流程
研究首先从新鲜牛奶中提取Mexos，并通过差速超速离心法制备HA修饰的Mexos（HA-Mexos）。随后，通过长期暴露于培美曲塞的A549和PC-9细胞，分别开发了PMX耐药细胞系（A549/PMX和PC-9/PMX）。研究使用CCK-8、集落形成、Transwell、流式细胞术、异种移植肿瘤实验、免疫组织化学和TUNEL实验等方法，探讨了Mexos和HA-Mexos对恶性行为和PMX敏感性的影响。通过shRNA慢病毒感染，研究了ZNF516和ABCC5在恶性行为和PMX敏感性中的作用。此外，研究还通过转录组测序、Western Blot、RT-qPCR、免疫荧光、CHIP-qPCR和双荧光素酶报告实验等方法，深入探讨了ZNF516和ABCC5的分子机制。
主要结果
研究发现，HA修饰显著提高了肺腺癌细胞对Mexos的摄取和亲和力。Mexos诱导了PMX耐药肺腺癌细胞的敏感性，并抑制了其恶性行为。Mexos增强了PMX的敏感性，并抑制了肿瘤生长，而HA-Mexos的效果优于Mexos。ZNF516在PMX耐药细胞中表达降低，Mexos上调了ZNF516的表达。ZNF516与ABCC5启动子结合，抑制其转录激活。联合敲低ZNF516逆转了Mexos的抗肿瘤作用。HA-Mexos携带的ZNF516提高了肺腺癌/PMX细胞中ZNF516的水平，抑制了ABCC5的表达，从而诱导了细胞对PMX的敏感性，并抑制了肺腺癌的进展。
结论
本研究揭示了HA-Mexos通过递送ZNF516转录抑制ABCC5，从而增加PMX敏感性并阻止肺腺癌进展的机制。研究支持HA-Mexos作为培美曲塞递送至肺腺癌细胞的有前途的递送工具，值得在临床环境中进一步验证。研究还强调了其他机制在HA-Mexos介导的PMX敏感性中的重要性，值得进一步关注。
研究亮点
- 创新性药物递送系统：首次报道了HA修饰的Mexos显著提高了PMX在肺腺癌细胞中的敏感性。
- 分子机制深入探讨：揭示了ZNF516通过转录抑制ABCC5增加PMX敏感性的分子机制。
- 多重实验验证：通过多种实验方法验证了HA-Mexos的抗肿瘤效果和分子机制，增强了研究结果的可靠性。
- 潜在临床应用价值：HA-Mexos作为药物递送工具，具有潜在的临床应用价值，特别是在克服肿瘤耐药性方面。
其他有价值的内容
研究还探讨了HA-Mexos在其他肺腺癌细胞系中的适用性，发现其能够适应广泛的细胞环境，显示出其在多种肿瘤治疗中的潜力。此外，研究通过动物实验验证了HA-Mexos在体内的抗肿瘤效果，进一步支持了其临床应用的可能性。