近年來，腫瘤發(fā)病率和病死率呈逐年上升趨勢，早期快速準確的診斷和個性化精準診療方案是提高腫瘤患者存活率的關鍵。因此，今天檢驗君為大家分享的是復旦大學附屬華山醫(yī)院檢驗醫(yī)學科關明教授課題組關于腫瘤標志物的基礎與臨床研究前沿。

成纖維細胞外泌體攜帶的lncRNA CCAL促進結直腸癌耐藥性

結直腸癌（CRC）是世界范圍內(nèi)腫瘤致死的主要病因之一。在中國，結直腸癌引起的死亡在所有腫瘤相關死亡中排第五位，發(fā)病率有逐年增長趨勢。手術切除后化療是最常用的治療策略，但耐藥性問題卻一直影響著臨床治療效果。

日前，復旦大學附屬華山醫(yī)院檢驗醫(yī)學科關明教授課題組的一項研究揭示了腫瘤基質(zhì)及外泌體分泌lncRNA CCAL在結直腸癌耐藥反應中的新機制，為改善耐藥反應提供了潛在的作用靶點。該研究發(fā)表在《International Journal of Cancer》。

盡管關于腫瘤相關成纖維細胞（CAFs）與腫瘤微環(huán)境中癌細胞之間相互作用已有不少研究，但CAFs如何影響鄰近癌細胞的耐藥性尚不清楚。lncRNA已被證明可調(diào)節(jié)細胞遷移、增殖和凋亡，并有助于多種腫瘤的發(fā)展，但在CRC中發(fā)揮著何種作用需要進一步探究。

該研究發(fā)現(xiàn)lncRNA CCAL可促進CRC細胞對奧沙利鉑的耐藥性，與CRC組織相比，CCAL在腫瘤基質(zhì)中的表達更高。CCAL通過外泌體從腫瘤相關成纖維轉(zhuǎn)移到腫瘤細胞中，抑制腫瘤細胞凋亡，增強腫瘤細胞對奧沙利鉑的耐藥反應。機制上，CCAL與mRNA穩(wěn)定性蛋白HuR直接結合，增強β-catenin mRNA的穩(wěn)定性和提高β-catenin蛋白水平，從而激活Wnt/β-catenin通路下游基因表達。

該研究證明了CAFs與CRC細胞的相互作用導致旁分泌信號來驅(qū)動基質(zhì)介導的化療耐藥，并首次發(fā)現(xiàn)，CRC腫瘤間質(zhì)表達的lncRNA CCAL水平顯著升高，且CAFs通過CRC細胞中的HuR轉(zhuǎn)移外泌體中的CCAL以激活Wnt/β-catenin信號通路，引發(fā)對化療藥物的耐藥性。

研究人員表明，lncRNA CCAL可作為CRC化療耐藥的生物標志物和藥物靶點，為CRC的基礎研究和臨床轉(zhuǎn)化研究帶來了新的思路和希望。

文章鏈接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/ijc.32608

lncRNA PiHL促進結直腸癌進展和化療耐藥性機制研究

P53是重要的腫瘤抑制因子，在DNA損傷和致癌信號等細胞應激中被激活，發(fā)揮腫瘤抑制作用。有研究表明位于異常染色體區(qū)域的lncRNA在腫瘤發(fā)展中的新作用，盡管lncRNA參與p53途徑，但lncRNA在調(diào)節(jié)p53蛋白中的作用仍然未知。

日前，復旦大學附屬華山醫(yī)院檢驗醫(yī)學科關明教授課題組的一項研究揭示了lncRNA PiHL在CRC中的臨床意義、生物學功能和作用機制，并指出lncRNA PiHL是判斷CRC患者預后的潛在標志物和潛在的抗耐藥靶點。該研究發(fā)表在《Theranostics》。

該研究利用TCGA數(shù)據(jù)庫中收錄的CRC研究數(shù)據(jù)，構建全新的生物信息學分析模型，對LncRNA進行鑒定。應用qRT-PCR和基因芯片技術探索配對腫瘤和正常組織中l(wèi)ncRNA表達譜。應用多變量Cox回歸分析評價特征在生存預測中的獨立性，分子生物學方法探索CRC lncRNA功能的調(diào)節(jié)機制。

結果，研究人員尋找到在CRC中發(fā)揮癌基因作用，且負調(diào)控p53蛋白水平的lncRNA PiHL。PiHL在CRC中顯著上調(diào)，并且PiHL的高表達是CRC患者不良預后的獨立預測因子。通過體外和體內(nèi)生物模型也證明，PiHL在維持細胞增殖和通過野生型p53依賴性方式誘導5-氟尿嘧啶（5-FU）耐藥中至關重要。

在作用機制，PiHL發(fā)揮著分子平臺（scaffold）的作用。PiHL通過增強GRWD1和RPL11蛋白復合物的形成，使MDM2從RPL11上脫離，不被RPL11抑制的MDM2進一步促進p53泛素化降解。此外，該研究還表明p53可以作為轉(zhuǎn)錄因子在轉(zhuǎn)錄水平激活PiHL的表達，提示p53與PiHL在CRC細胞中形成負調(diào)控環(huán)路，以促進CRC的進展和化學耐藥性。

該研究闡明了癌細胞如何劫持PiHL-p53軸來促進CRC的進展和化療耐藥性。研究人員表示，PiHL在CRC的發(fā)生中起著致癌作用，是一個獨立的預后因素，也是CRC患者潛在的治療靶點。

文章鏈接：

https://www.thno.org/v10p0265.htm#headingAtop

單細胞測序分析肺癌腦轉(zhuǎn)移患者腦脊液中循環(huán)腫瘤細胞的特征

肺癌腦轉(zhuǎn)移是臨床上常見且嚴重的病情，也是肺癌治療失敗的常見原因之一。非小細胞肺癌患者在病程中約有30%左右發(fā)生腦轉(zhuǎn)移，腦脊液（CSF）的細胞學分析目前仍是肺癌腦轉(zhuǎn)移的金標準，但是對CSF中循環(huán)的腫瘤細胞（CSF-CTCs）的研究目前并不深入。

日前，復旦大學附屬華山醫(yī)院檢驗醫(yī)學科關明教授課題組的一項研究對肺腺癌軟腦膜轉(zhuǎn)移（LUAD-LM）患者和原發(fā)部位不明軟腦膜轉(zhuǎn)移（CUP-LM）患者CSF-CTCs標本進行了RNA水平的數(shù)字化檢測找到候選基因，并闡明LUAD-LM的治療方法和機制。該研究發(fā)表在《Clinical and Translational Medicine》。

研究人員從5例LUAD-LM患者和3例對照者中分離單個腦脊液細胞，對3792個單細胞轉(zhuǎn)錄組進行了測序，并用單細胞RNA測序（scRNA-seq）基因表達分析對CSF細胞進行了綜合表征。

通過聚類和表達分析，研究人員在轉(zhuǎn)錄組水平上基于上皮標記、增殖標記和肺源性基因來定義CSF-CTCs。轉(zhuǎn)移性CTC信號基因在代謝途徑和細胞粘附分子分類方面豐富，這對腫瘤細胞的生存和轉(zhuǎn)移至關重要。此外，研究發(fā)現(xiàn)患者腦脊液CTCs存在明顯的異質(zhì)性，通過量化異質(zhì)性的程度，發(fā)現(xiàn)患者之間的異質(zhì)性明顯高于患者內(nèi)部細胞之間的異質(zhì)性。

這一研究結果可以通過轉(zhuǎn)移部位、細胞周期基因和癌-睪丸抗原（CTA）表達譜的空間異質(zhì)性以及顯示間充質(zhì)和腫瘤干細胞特性的CTC的比例來解釋。CSF-CTCs轉(zhuǎn)錄組分析可以確定CUP-LM患者進展過程中的生物標志物。

該研究首次用scRNA-seq分析了CSF-CTCs的單細胞轉(zhuǎn)錄組特征，可促進LMs的早期檢測和潛在治療靶點的識別。研究人員表示，后續(xù)他們將建立一種基于RNA的CSF-CTCs數(shù)字檢測方法，以幫助診斷LUAD-LMs，并關注CSF微環(huán)境和CSF-CTCs之間的相互作用。

文章鏈接：

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7737787/

新型氮化碳中空納米調(diào)節(jié)器用于腫瘤精準診療

光動力療法（PDT）是光敏劑在激光輻照下將氧氣轉(zhuǎn)變?yōu)槎拘缘幕钚匝醯囊环N治療方法，因其非侵入性、高效、可控等特性，在腫瘤治療領域潛力巨大。而腫瘤乏氧狀態(tài)和酸性的微環(huán)境，導致了不可逆性的癌細胞轉(zhuǎn)移和低氧相關的治療抵抗。因此，開發(fā)出具有氧氣調(diào)節(jié)且抑癌效應顯著的納米平臺迫在眉睫。

日前，復旦大學附屬華山醫(yī)院檢驗醫(yī)學科關明教授與徐州醫(yī)科大學藥學院高豐雷教授團隊聯(lián)合設計并構建了一種修飾了靶向P-PEG-RGD聚合物的智能納米調(diào)節(jié)器，用于乏氧腫瘤的多模態(tài)治療。該研究成果發(fā)表在《ACS Nano》。

該納米調(diào)節(jié)器R-NCNP主要由三部分構成：介孔硅負載的氮摻雜石墨烯量子點（N-GQD@HMSN）作為核心結構，在兩種波長激光（630、980nm）輻照下，實現(xiàn)了協(xié)同的光熱治療和光動力治療；介孔氮化碳（C3N4）層包覆于核心結構上，形成了特殊的殼-殼-芯結構。這種C3N4層不僅能夠快速分解微環(huán)境的內(nèi)源性水分子產(chǎn)生大量氧氣，而且其本身可以作為高效的光敏劑，同步放大單線態(tài)氧的含量繼而增強光動力治療效果；靶向P-PEG-RGD聚合物的修飾，可以直接靶向于乏氧的腫瘤部位，有效解決了腫瘤積累不足、癌細胞穿透能力差和正常組織的毒性等難題，從而實現(xiàn)腫瘤的特異性診斷和治療。

研究人員對納米調(diào)節(jié)器的性能進行了檢測，由于氮化碳光解水效應所持續(xù)產(chǎn)生的氧氣氣泡，反射超聲光束并引起組織阻抗失衡，導致超聲回波信號連續(xù)放大。R-NCNP調(diào)節(jié)器本身中空的特性，進一步增強了超聲成像的信號。另外，氮摻雜石墨烯量子點本身存在的熒光示蹤特性和光熱效能，實現(xiàn)了高精度、高空間分辨率和高靈敏度的超聲/熒光/光熱的多模態(tài)成像，這不僅增加了癌癥診斷的精確性，并達到了治療效果的實時監(jiān)控。

研究人員表示，該多功能納米調(diào)節(jié)器以其獨特的高效、靶向、多模態(tài)成像優(yōu)勢，可有效實現(xiàn)對腫瘤組織的精準打擊和正常組織的有效保護，為臨床耐藥和晚期腫瘤的精準治療提供了策略。

文章鏈接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.9b08737

新型納米結構用于細胞內(nèi)miR-21的熒光成像和拉曼定量以及光熱治療

有研究表明MicroRNA-21（miR-21）可以作為癌癥早期診斷以及預后的生物標志物，但miR-21的低豐度特性和復雜的細胞內(nèi)環(huán)境使得在細胞內(nèi)同時進行miR-21的成像和絕對定量充滿挑戰(zhàn)性。

日前，復旦大學附屬華山醫(yī)院檢驗醫(yī)學科關明教授與徐州醫(yī)科大學藥學院高豐雷教授團隊設計了一種基于金納米雙錐體馬達（AuNBPs motor）/金納米粒子探針（AuNPs probe）的靶向激活的核-衛(wèi)星納米結構(CS nanostructure)組裝體，可以同時進行雙信號成像、細胞內(nèi)miR-21定量和癌癥光熱治療。該研究發(fā)表在《Small》。

研究人員首先構建了AuNBPs motor和AuNP probe兩種探針，隨后將AuNBPs motor和AuNP probe與腫瘤細胞一起孵育，當AuNBPs motor和AuNP probe進入細胞后，miR-21觸發(fā)AuNBPs motor運行，游離出大量信號鏈，熒光信號放大。

AuNBPs motor的水解產(chǎn)物與AuNP probe反應，生成帶有雙熒光基團的雜交鏈以及CS nanostructure，再次增強的熒光信號可用于細胞內(nèi)miR-21的原位成像。同時，存在于CS nanostructure間隙中的大量腺嘌呤堿基的SERS信號被顯著增強，SERS信號可用于細胞內(nèi)miR-21濃度的絕對定量。在熒光成像指導下，CS nanostructure可以吸收近紅外光生成熱量從而殺死腫瘤細胞。

當AuNBPs motor/AuNP probe進入細胞后，miR-21會觸發(fā)AuNBPs motor與AuNP probe之間的反應，形成CS納米結構組裝體。在組裝CS納米結構的過程中，伴隨著來自TAAMRA的強烈熒光信號和來SERS信號。熒光信號用于成像細胞內(nèi)miR-21水平，而SERS信號用于細胞內(nèi)miR-21的絕對定量，CS納米結構充當光熱治療的光敏劑。

該策略可以成功地對單個細胞中的miR-21進行成像和定量，同時還能區(qū)分正常細胞和腫瘤細胞。此外，在熒光信號的引導下，該組狀體能通過光熱治療殺死腫瘤細胞并抑制腫瘤生長。

研究人員表示，該CS nanostructure組裝體對于揭示疾病與細胞內(nèi)的miR-21表達變化之間的關系，以及疾病的臨床診斷與治療都具有重要的意義，在癌癥診斷和治療中有巨大的應用潛力。

文章鏈接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202005511

第99期前沿報道到此結束

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