Artikel
Umfassende Charakterisierung der Mikroumgebung des Prostatatumors identifiziert CXCR4/CXCL12-Crosstalk als neue Therapiestrategie beim Prostatakarzinom
Suche in Medline nach
Autoren
Veröffentlicht: | 18. Mai 2022 |
---|
Gliederung
Text
Einleitung: Crosstalk zwischen neoplastischen und stromalen Zellen fördert das Fortschreiten des Prostatakarzinoms (PCa). Einblicke in Zell-Zell-Kommunikationsnetzwerke bieten neue therapeutische Wege, um Prozesse zu formen, die zu Veränderungen der PCa-Tumormikroumgebung (TME) beitragen. In dieser Forschungsarbeit führten wir eine detaillierte Charakterisierung von PCa-Tumorendothelzellen (TEC) durch, um das interzelluläre Zusammenspiel zwischen TEC und der PCa-TME genauer zu untersuchen.
Methoden: Aus 67 frischen radikalen Prostatektomien-(RP)- isolierte TEC wurden einer Multi-Omic-Ex-vivo-Charakterisierung sowie einer orthogonalen Validierung sowohl der TEC-Funktionen als auch der Schlüsselmarker mittels Immunhistochemie (IHC) und Immunfluoreszenz (IF) unterzogen. Um Zell-Zell-Interaktionsziele in TEC zu identifizieren, führten wir eine Einzelzell-RNA-Sequenzierung (scRNA-seq) bei vier PCa-Patienten durch, die sich einer RP unterzogen, um die zelluläre TME-Zusammensetzung zu katalogisieren. Die Zielstrukturen wurden unter Verwendung von IHC, öffentlich zugänglichen Datensätzen und einem PCa-Xenograft-Mausmodell validiert.
Ergebnisse: Im Vergleich zu normalen Endothelzellen (NEC) zeigte die Bulk-RNA-seq-Analyse eine Hochregulation von Genen, die mit Tumorgefäßen, Kollagenmodifikation und Umbau der extrazellulären Matrix bei TEC assoziiert sind. PTGIR, PLAC9, CXCL12 und VDR wurden als TEC-Marker identifiziert und durch IF und IHC in einer unabhängigen Patientenkohorte bestätigt. Durch scRNA-seq identifizierten wir 27 Zell(sub)typen, darunter Epithelzellen mit luminalen, intermediären und basalen Signaturen, residente Fibroblasten, Perizyten, vaskuläre glatte Muskelzellen, Makrophagen mit M1- und M2-Signaturen, Untergruppen natürlicher Killerzellen, CD4- und CD8-Lymphozyten, Endothelzellen (EC) mit arteriellen, venösen und unreifen Signaturen sowie angiogene Tip-EC. Eine gezielte molekulare Analyse ergab, dass arterielle TEC im Vergleich zu allen anderen TME-Zell(sub)populationen die höchsten CXCL12-mRNA-Expressionsniveaus aufwiesen und eine negative prognostische Rolle spielen. Die Rezeptor-Liganden-Wechselwirkungsanalyse zeigte signifikante Interaktionen zwischen arteriellem CXCL12 stammend aus TEC und seinem Rezeptor CXCR4 auf angiogenenTip-EC.
CXCL12 wurde in vivo als TEC-Target validiert, indem wir Mausmodell zeigen konnten, dass der CXCR4-Inhibitor AMD3100 die Gefäßanzahl und die Gefäßdichte signifikant reduziert.
Schlussfolgerungen: Zusammenfassend identifizierte unsere umfassende Analyse neue PCa-TEC-Targets und hebt die CXCR4/CXCL12-Interaktion als potenzielles neues Target beim PCa hervor.