第772章 772.反向输出

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结直肠癌（CRC）是全球第三大常见癌症，平均5年总生存率（OS）为60%。原发性CRC可通过手术治愈；然而，在转移阶段，OS显着降低。在转移性结直肠癌（mCRC）中，患者接受治疗性手术或围手术期或姑息性化疗和靶向治疗。

在诊断时，20%–30%的患者患有同步肝转移（LM），所有CRC患者中的50%–75%会发生肝转移，这是导致死亡的主要原因。为了提高OS，我们需要进一步了解mCRC并确定其他治疗靶点。虽然临床前研究集中在原发肿瘤（pTU）和转移过程，但临床挑战在于转移患者的最佳治疗。此外，没有常用的免疫活性动物模型重现CRCpTU和转移的生长，使得我们对于了解转移性CRC充满挑战。

肿瘤细胞在复杂的微环境中生长，涉及驱动肿瘤生长、侵袭和转移的细胞外和细胞内信号。组织力学特性的变化既可以先于疾病发展，也可以推动疾病发展，肿瘤“硬度”与几种肿瘤类型的预后相关。先前的研究表明，包括乳腺癌和胰腺导管腺癌在内的几种实体瘤的疾病进展与其弹性模量相关。

组织刚度是组织抵抗变形的程度，由应力和应变之间的关系描述。在组织水平上，刚度受细胞骨架和细胞外基质（ECM）的控制。纤维状胶原蛋白是最丰富的ECM支架蛋白，对组织刚度有显着影响。富含胶原蛋白I（COL-I）的异常ECM重构已被确定为癌症进展过程中组织硬化的主要原因。作为ECM的主要来源，癌相关成纤维细胞（CAF）通过表达赖氨酰氧化酶（LOX）来进一步改变肿瘤机械环境，赖氨酰氧化酶是一种胺氧化酶，可启动胶原蛋白的共价内和分子间交联过程。在实验模型中，通过LOX抑制来抑制基质硬化可改善肿瘤生长并改善治疗。因此，CAF被认为是限制癌症进展的有希望的治疗靶点。

肿瘤微环境在为肿瘤提供血液供应方面也起着关键作用。通过使用单克隆抗体、VEGF陷阱或多靶点酪氨酸激酶抑制剂靶向血管内皮生长因子（VEGF）信号通路来抑制mCRC血管生成。目前，疗效不足和耐药性限制了抗血管生成疗法的益处。此外，内皮细胞（EC）根据机械环境调节其屏障能力和生长。具体而言，坚硬的基质促进EC增殖并可能导致血管完整性缺陷，这表明机械环境可能会影响肿瘤中的EC行为，从而影响抗VEGF的功效.本研究旨在阐明转移性血管生成是否受机械微环境的影响，机械微环境可以通过mCRC中转移相关的成纤维细胞（MAF）激活进行调节，以及是否可以改变这种MAF激活以提高抗血管生成治疗的疗效。

1、CRC中的MAF高度激活

在LM中观察到aSMA、p-MLC2和COL-I的显着更高表达，表明MAF的肌成纤维细胞和ECM重塑特征。

接下来，从CRC患者的pTU(CAF)和LM(MAF)中分离出原代成纤维细胞。MAF显示出aSMA和p-MLC2的显着上调，证实了肌成纤维细胞和细胞收缩性信号的增加。FAs的量化显示MAFs中FAs的平均面积更大（图L和M），支持CRCMAFs被高度激活。

2、晚期CRC患者的ECM重构和硬化特征

为了鉴定与肝转移相关的基因表达特征，我们对CRC患者的pTU和LM进行了RNA测序（RNA-seq）。使用通路相互作用数据库(PID)对LM中上调基因进行的基因集分析(GSA)揭示了整合素信号传导的显着富集。为了进一步表征成纤维细胞的基因表达，我们在成功富集后对分离的原代CAF和MAF进行了RNA-seq。

我们鉴定了3，721个差异表达的基因。GO确定了MAF中上调的肌成纤维细胞ECM重塑特征。KEGG确定了ECM-受体相互作用和FA特征和PID确定了整合素信号（图H）。此外，基因集富集分析(GSEA)还揭示了差异表达基因的肌动蛋白介导的细胞收缩、FA、ECM成分、肌生成和血管生成特征的强烈富集（图I-M）。

3、MAFs增加微环境硬度，支持血管生成

我们进行了凝胶重塑分析，并观察到MAF显示出更密集、更复杂的F-肌动蛋白网络（图A），并且可以比CAF更大程度地收缩凝胶（图B）。在新鲜和冷冻保存的组织中，我们观察到LM的基质硬度显着增加（图C-D）。基质硬度与来自同一患者的样本中的COL-I、aSMA和p-MLC2表达相关（图E-G）。

基质硬化调节EC增殖、血管生成、血管生长和分支，为了研究这种联系，我们评估了LM中的脉管系统，并观察了基质硬度和CD31血管面积之间的相关性（图H）。当在凝胶内培养时，允许成纤维细胞重塑基质，MAFs诱导EC发芽的程度显着高于CAFs（图I-K）。因此，MAF支持伴随局部ECM重塑的细胞因子产生血管生成。

4、肾素-血管紧张素系统抑制目标成纤维细胞

对新鲜分离的MAF与肝源性成纤维细胞的qPCR分析显示RAS系统的所有关键成分（血管紧张素原[AGT]、肾素[REN]、血管紧张素转化酶[ACE]和AT-1[AGTR1]的表达显着增加）。此外，MAFs表达的AGT和AGTR1水平显着高于CAFs（图L-O）。为了表征RAS靶向对MAF功能的影响，我们在用氯沙坦（一种AT-1阻滞剂）或卡托普利（一种ACE抑制剂）治疗后进行了凝胶收缩试验。在低浓度（氯沙坦为1mM，卡托普利为5mM）和高浓度（氯沙坦为10mM，卡托普利为50mM）时，两者都显着降低了MAF凝胶收缩（图P-R）。

5、RAS抑制降低转移基质硬度并重塑微环境

与无高血压组和非RAS治疗组2相比，接受抗RAS药物治疗的患者组织硬度显着降低（图A-B）。进一步评估（通过对同一患者组中的COL-1、aSMA和pMLC2染色）是否可以通过MAF激活的下调来解释转移刚度的差异。虽然高血压与pMLC2染色的增加相关，但我们没有观察到对aSMA和COL-I的影响（图C-H）。在所有组中，抗RAS治疗显示MAF激活和ECM沉积显着减少（图C-H）。抗RAS药物的作用独立于特定的RAS抑制治疗。观察到转移僵硬（不同条件±高血压±抗RAS药物）与COL-I、aSMA和p-MLC2表达之间呈正相关（图I-K），表明MAF激活水平有助于组织僵硬在LM。总之，接受抗RAS治疗的患者显示出低肌成纤维细胞ECM特征，这解释了转移硬化的减少。

6、AT1R信号转导通过RhoA介导MAF激活