thb 凝血酶敏感蛋白-1在GBM发生和发展中的作用

THBS1最早发现于血小板，已经证明在包括GBM在内的多种癌症的发生发展中，它不仅调节肿瘤细胞的行为，还调节免疫应答，促进肿瘤血管生成。

——摘自文章章节

【参考文献:Daubon T，et al. Nat Commun。2019年3月8日；10(1):1146.doi:10.1038/s 14467-019-08480-y .】

研究背景

法国波尔多大学医学研究所的Thomas Daubon在2019年第10期《自然通讯》上发表了研究结果，揭示了基质细胞蛋白家族的凝血酶敏感蛋白-1(THBS1)在胶质母细胞瘤(GBM)发生发展中的作用机制。THBS1最早发现于血小板，已经证明在包括GBM在内的多种癌症的发生发展中，它不仅调节肿瘤细胞的行为，还调节免疫应答，促进肿瘤血管生成。

研究人员首先发现THBS1的表达在不同级别的胶质瘤中是不同的。免疫组织化学(IHC)法检测THBS1在ⅱ、ⅲ、ⅳ级胶质瘤标本中的表达。结果发现，THBS1在GBM中的表达水平高于ⅱ、ⅲ级胶质瘤和正常脑组织。P3人异种移植瘤模型与人GBM非常相似，表现为坏死核心周围的假栅栏细胞、血管生成和侵袭。免疫组织化学显示P3肿瘤浸润区有大量THBS1沉积。

随后的一系列实验证实，TGFβ1与SMAD3结合可以调控THBS1的表达。首先，用酶联免疫吸附法测定细胞提取物和细胞外环境中THBS1的表达和分泌，结果表明特异性转化生长因子β1受体抑制剂LY2157299能完全阻断细胞裂解液和上清液中转化生长因子β1的诱导。在分析了转化生长因子β1的典型下游信号后，研究人员对P-SMAD2、P-SMAD3和SMAD4进行了免疫染色，发现转化生长因子β1刺激的所有SMAD蛋白都位于U87核。然而，SMAD3结合位点仅在人THBS1启动子中发现。重要的是，shRNAs沉默SMAD3可以降低转化生长因子β1诱导的THBS1的表达。当第二个SMAD3结合位点突变时，THBS1启动子的活性被抑制。当第一个结合位点突变时，THBS1启动子的活性增加。结果表明，典型的转化生长因子β1信号通路通过SMAD3直接调节THBS1的转录活性。

在ⅰ型胶原球的侵袭实验中，敲除THBS1可显著降低细胞的侵袭能力。与对照组相比，THBS1缺失肿瘤的血管类型存在差异。长度小于10米的小型船只数量减少，而长度在10至20米之间的中型船只数量增加。与shRNA对照组相比，P3 THBS1-1 shRNA组的肿瘤侵袭能力明显下降49%，P3 THBS1-2 shRNA组的肿瘤侵袭能力下降76%。转染P3瘤的小鼠存活率显著提高。为了进一步证实这些结果，研究人员使用慢病毒载体在P3细胞中表达THBS1功能，这表明THBS1过表达的细胞的侵袭性通过蛋白质印迹和免疫荧光检测而增加。

研究人员随后证实，缺氧通过激活转化生长因子β1增强了THBS1的表达。目前，抗血管内皮生长因子抗体(贝伐单抗)的抗血管生成作用常用于治疗复发性GBM。肿瘤缺氧和随后HIF1α表达的增加是贝伐单抗体内治疗的结果，这可能导致局部侵袭的增加。研究人员进一步评估了贝伐单抗治疗后THBS1的功能。在未用贝伐单抗治疗的P3肿瘤的周边区域观察到THBS1沉积，但在肿瘤核心没有观察到。与肿瘤中心相比，THBS1基因在浸润区显著增加。在用贝伐单抗治疗的P3肿瘤中，通过蛋白质印迹法上调肿瘤核心中THBS1的表达。此外，在体外缺氧条件下，P3细胞和U87细胞增强了THBS1的表达。用贝伐单抗治疗转染THBS1 shRNA的U87和P3肿瘤，动物模型的存活率明显提高。

研究人员还发现CD47/THBS1相互作用参与了GBM的进展。由于缺氧可以诱导THBS1的表达，研究人员在缺氧条件下用TAX2或对照肽治疗P3肿瘤，发现TAX2在体外显著抑制缺氧诱导的细胞侵袭。结果表明，各治疗组血管密度均发生变化，TAX2+贝伐单抗联合用药对小血管的作用更强。与单用贝伐单抗相比，联合治疗比单用贝伐单抗更能抑制P3颅内肿瘤模型的侵袭。因此，接受联合给药的动物模型的存活率增加。

最后，研究人员通过沉默P3和U87细胞中的CD47进一步证实CD47是GBM侵袭的关键作用。CD47沉默的P3细胞对ⅰ型胶原球的侵袭实验表明，侵袭能力明显降低。CD47敲除显著减弱THBS1诱导的肿瘤细胞侵袭。此外，植入CD47敲除P3细胞和对照细胞的小鼠存活率显示CD47敲除组的存活时间显著增加。

结论

综上所述，本研究发现THBS1与胶质瘤的病理分级有关。SMAD3通过TGFβ1经典途径与THBS1基因启动子结合，从而调控THBS1的转录和表达。THBS1沉默可通过单一或联合抗血管生成治疗抑制肿瘤细胞的侵袭和生长。CD47敲除试验证实了拮抗肽对THBS1/CD47相互作用的特异性抑制可以减少细胞侵袭。激光显微切割对周围和中心肿瘤组织的RNA测序表明，THBS1是肿瘤边界连接性最高的基因之一。根据研究数据，TGFβ1通过SMAD3诱导THBS1的表达，增强GBM体积扩张时的侵袭性，CD47结合肿瘤细胞也参与了这一过程。

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陈灵超医生