NCAPD3通过调节巨噬细胞的极化作用和肿瘤细胞的增殖来促进骨肉瘤的进展

《Journal of Translational Medicine》：NCAPD3 promotes osteosarcoma progression by modulating macrophage polarization and tumor cell proliferation

　　

摘要

背景

骨肉瘤（OS）是儿童和青少年中最常见的原发性恶性肿瘤，其特点是侵袭性强且预后较差。尽管多模式治疗有所进展，但对于转移性或复发性骨肉瘤患者的预后仍不够理想。非SMC凝缩素II复合体亚基D3（NCAPD3）是凝缩素II复合体的核心组成部分，参与染色体的浓缩和分离；然而，它在骨肉瘤进展和肿瘤免疫微环境中的作用尚不清楚。

方法

通过分析公开可用的转录组数据集来评估NCAPD3在骨肉瘤中的表达及其预后相关性。利用单细胞RNA测序（scRNA-seq；n = 6），我们分析了骨肉瘤肿瘤微环境中的肿瘤细胞异质性和表达NCAPD3的细胞亚群。在体外实验中，我们在RAW264.7巨噬细胞、原代小鼠巨噬细胞和THP-1来源的巨噬细胞中敲低NCAPD3，以评估巨噬细胞极化标志物在转录和蛋白质水平上的变化。通过条件培养基实验等功能测定方法来评估肿瘤与巨噬细胞之间的相互作用。此外，还在体外和体内条件下评估了NCAPD3对骨肉瘤细胞增殖、迁移和肿瘤生长的影响。在NCAPD3?巨噬细胞和肿瘤细胞中进行了通路富集分析，并通过计算机模拟进行了药物敏感性预测作为探索性分析。

结果

NCAPD3在骨肉瘤组织中显著过表达，并与较差的总体生存率相关。scRNA-seq分析鉴定了不同的肿瘤细胞亚群以及一类NCAPD3?巨噬细胞，这类巨噬细胞的炎症活性较低。在巨噬细胞中敲低NCAPD3后，促炎标志物上调而抗炎标志物下调，表明其表型趋向于促炎状态。条件培养基实验表明，NCAPD3依赖的肿瘤-巨噬细胞相互作用调节骨肉瘤细胞的增殖和迁移。通路分析显示，NCAPD3?巨噬细胞中的IL2/STAT5和IL6/JAK/STAT3信号通路被下调，而NCAPD3?肿瘤细胞的凋亡信号减弱，DNA修复能力和PI3K/AKT/mTOR通路活性增强。功能测定结果证实，NCAPD3在体外和体内均促进骨肉瘤细胞的生长和肿瘤进展。

结论

NCAPD3通过影响肿瘤细胞增殖和抑制巨噬细胞介导的炎症反应来促进骨肉瘤的进展。这些发现表明NCAPD3是骨肉瘤中肿瘤-免疫相互作用的一个情境依赖性调节因子，支持其作为预后生物标志物和治疗目标的潜力。

背景

骨肉瘤（OS）是儿童和青少年中最常见的原发性恶性肿瘤，其特点是侵袭性强且预后较差。尽管多模式治疗有所进展，但对于转移性或复发性骨肉瘤患者的预后仍不够理想。非SMC凝缩素II复合体亚基D3（NCAPD3）是凝缩素II复合体的核心组成部分，参与染色体的浓缩和分离；然而，它在骨肉瘤进展和肿瘤免疫微环境中的作用尚不清楚。

方法

通过分析公开可用的转录组数据集来评估NCAPD3在骨肉瘤中的表达及其预后相关性。利用单细胞RNA测序（scRNA-seq；n = 6），我们分析了骨肉瘤肿瘤微环境中的肿瘤细胞异质性和表达NCAPD3的细胞亚群。在体外实验中，我们在RAW264.7巨噬细胞、原代小鼠巨噬细胞和THP-1来源的巨噬细胞中敲低NCAPD3，以评估巨噬细胞极化标志物在转录和蛋白质水平上的变化。通过条件培养基实验等功能测定方法来评估肿瘤与巨噬细胞之间的相互作用。此外，还在体外和体内条件下评估了NCAPD3对骨肉瘤细胞增殖、迁移和肿瘤生长的影响。在NCAPD3?巨噬细胞和肿瘤细胞中进行了通路富集分析，并通过计算机模拟进行了药物敏感性预测作为探索性分析。

结果

NCAPD3在骨肉瘤组织中显著过表达，并与较差的总体生存率相关。scRNA-seq分析鉴定了不同的肿瘤细胞亚群以及一类NCAPD3?巨噬细胞，这类巨噬细胞的炎症活性较低。在巨噬细胞中敲低NCAPD3后，促炎标志物上调而抗炎标志物下调，表明其表型趋向于促炎状态。条件培养基实验表明，NCAPD3依赖的肿瘤-巨噬细胞相互作用调节骨肉瘤细胞的增殖和迁移。通路分析显示，NCAPD3?巨噬细胞中的IL2/STAT5和IL6/JAK/STAT3信号通路被下调，而NCAPD3?肿瘤细胞的凋亡信号减弱，DNA修复能力和PI3K/AKT/mTOR通路活性增强。功能测定结果证实，NCAPD3在体外和体内均促进骨肉瘤细胞的生长和肿瘤进展。

结论

NCAPD3通过影响肿瘤细胞增殖和抑制巨噬细胞介导的炎症反应来促进骨肉瘤的进展。这些发现表明NCAPD3是骨肉瘤中肿瘤-免疫相互作用的一个情境依赖性调节因子，支持其作为预后生物标志物和治疗目标的潜力。