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肿瘤外泌体通过传递lncRNA CRNDE-h促进结直肠癌中Th17细胞分化

期刊:Cell Death and DiseaseDOI:10.1038/s41419-020-03376-y

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一、研究团队与发表信息
本研究由郑州大学第一附属医院胃肠外科的Junfeng SunHaowei Jia等7位作者共同完成,通讯作者为Hongchao Zhao。论文题为《Tumor exosome promotes Th17 cell differentiation by transmitting the lncRNA CRNDE-h in colorectal cancer》,发表于Cell Death and Disease期刊2021年第12卷,文章编号123,开放获取(DOI: 10.1038/s41419-020-03376-y)。


二、学术背景
科学领域:本研究属于肿瘤免疫微环境与结直肠癌(colorectal cancer, CRC)进展的交叉领域,聚焦外泌体(exosome)介导的长链非编码RNA(lncRNA)调控Th17细胞分化的机制。
研究动机:Th17细胞在CRC微环境中通过分泌IL-17促进肿瘤发展,但其分化机制尚不明确。既往研究发现肿瘤外泌体可携带lncRNA参与细胞间通讯,但CRC外泌体中的lncRNA CRNDE-h是否调控Th17分化未见报道。
研究目标:揭示CRC外泌体通过传递CRNDE-h促进Th17细胞分化的分子机制,并为CRC治疗提供新靶点。


三、研究流程与方法
研究分为以下关键步骤:

  1. 临床样本分析

    • 样本:42例CRC患者的血清外泌体及肿瘤浸润T细胞,健康对照作为基线。
    • 方法:透射电镜和Western blot验证外泌体标志物(CD81/CD63);流式细胞术检测Th17细胞比例(CD4+IL-17+RORγt+);qRT-PCR定量血清外泌体CRNDE-h水平。
    • 关键发现:CRC患者血清外泌体CRNDE-h水平与肿瘤浸润Th17细胞比例呈正相关(图1c)。
  2. 外泌体功能验证

    • 对象:CRC细胞系(SW480、HT-29、LoVo)和正常结肠上皮细胞(NCM460)分泌的外泌体。
    • 实验
      • 外泌体与naive CD4+ T细胞共培养24小时,qRT-PCR检测CRNDE-h传递效率(图2b)。
      • 通过siRNA敲低CRC细胞中CRNDE-h后,外泌体失去促Th17分化能力(图3b)。
    • 新技术:采用CRNDE-h特异性siRNA和过表达慢病毒(lv-CRNDE-h)调控基因表达。
  3. 分子机制解析

    • 相互作用验证
      • RNA pull-down和RIP实验证实CRNDE-h直接结合转录因子RORγt的PPXY motif(图5b-c)。
      • 免疫共沉淀(Co-IP)显示CRNDE-h竞争性抑制E3泛素连接酶ITCH与RORγt的结合(图6a)。
    • 功能实验
      • 过表达CRNDE-h可阻断ITCH介导的RORγt泛素化降解(图6e),增强IL-17启动子活性(图4d)。
      • 免疫荧光显示CRNDE-h抑制ITCH诱导的RORγt核输出(图6b)。
  4. 体内实验验证

    • 模型:CT-26细胞移植瘤小鼠模型,通过AAV载体(AAV-CD4-shCRNDE-h)靶向敲低CD4+ T细胞中CRNDE-h。
    • 结果:CRNDE-h沉默显著抑制肿瘤生长,降低肿瘤浸润Th17细胞比例及RORγt表达(图7a-d)。

四、主要研究结果
1. 临床相关性:CRC患者血清外泌体CRNDE-h水平与Th17细胞浸润程度正相关(r=0.62, p<0.01),提示其作为生物标志物的潜力。
2. 外泌体功能:CRC外泌体高效传递CRNDE-h至CD4+ T细胞,上调RORγt蛋白水平(Western blot数据:HT-29组RORγt表达较对照组增加2.8倍)。
3. 机制阐明:CRNDE-h通过占据RORγt的PPXY motif,阻断ITCH介导的泛素化降解(泛素化实验显示CRNDE-h组RORγt泛素化水平降低67%)。
4. 体内疗效:靶向沉默CRNDE-h使小鼠肿瘤体积缩小52%(p<0.01),证实其治疗潜力。


五、结论与价值
1. 科学意义:首次揭示CRC外泌体lncRNA CRNDE-h通过稳定RORγt促进Th17分化的新机制,填补了肿瘤免疫逃逸领域的知识空白。
2. 应用价值:CRNDE-h可作为CRC诊断标志物或免疫治疗靶点,AAV载体靶向递送策略为临床转化提供参考。


六、研究亮点
1. 创新性
- 发现CRNDE-h-ITCH-RORγt轴是Th17分化的关键调控通路。
- 开发AAV-CD4-shCRNDE-h的靶向基因治疗策略。
2. 方法学:结合单细胞RNA-FISH、活体成像等多技术验证分子互作。


七、其他价值
研究数据公开于GEO数据库(登录号未注明),实验细节如外泌体分离方案(Thermo Scientific试剂盒)可重复性强,适合后续研究参考。

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