矩阵刚度驱动状细胞癌通过Piezo1-介导的机械传导反循环的进展
Zixi Jiang1, Yantao Xu2, Ying Wang3
1Department of Dermatology, Xiangya Hospital, Central South University, Changsha 410008, China; National Engineering Research Center of Personalized Diagnostic and Therapeutic Technology, Xiangya Hospital, Central South University, Changsha 410008, China; Hunan Engineering Research Center of Skin Health and Disease, Xiangya Hospital, Central South University, Changsha 410008, China; Hunan Key Laboratory of Skin Cancer and Psoriasis, Xiangya Hospital, Central South University, Changsha 410008, China; Department of Dermatology, the First Affiliated Hospital, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510080, China.
矩阵刚度通过Piezo1激活驱动状细胞癌 (SCC) 的进展,促进瘤生长和入侵. 这种机制为SCC治疗提供了一个新的治疗点.
科学领域:
- 在瘤学瘤学.
- 机械生物学 机械生物学
- 生物物理学的生物物理.
背景情况:
- 状细胞癌 (SCC) 是癌症死亡的主要原因.
- 机械信号,特别是细胞外矩阵 (ECM) 刚性,越来越多地被认为在瘤进展中的作用.
- 目前尚不清楚ECM刚性与SCC病原体之间的具体相互作用.
研究的目的:
- 通过Piezo1-介导的机械传导来研究矩阵刚度如何影响SCC进展.
- 探索这种机械生物学途径在SCC中的临床影响.
主要方法:
- 使用原子力显微镜测量人类SCC样本中的量化组织度.
- 通过空间转录组学和scRNA-seq.分析了与ECM和机械受体相关的基因表达.
- 使用可调整硬性凝的体外模型和体外异种移植模型来评估SCC细胞行为和瘤生长.
- 在53名皮肤SCC患者的队列中,与临床结果相关的Piezo1表达.
主要成果:
- SCC 组织的硬度明显高于相邻的正常组织.
- 刚性矩阵激活了Piezo1,通过一种新的RCC2-依赖途径增强了SCC细胞的增殖和入侵.
- 在体内,Piezo1 knockdown抑制了瘤生长,并降低了矩阵刚度.
- 从机制上讲,Piezo1的激活刺激了TGFβ1的分泌,促进了纤维细胞的激活和原沉积,从而增加了ECM的刚性.
- 高Piezo1表达与SCC患者差异化,复发率增加和无病生存时间减少相关.
结论:
- 确定了一个自我增强的Piezo1-RCC2-YAP信号轴,该轴将机械线索转化为亲瘤源信号.
- 证明这个轴驱动纤维细胞介导的ECM重塑,加剧瘤进展.
- 确立了Piezo1作为一种潜在的预后生物标志物和治疗点,用于扰乱性驱动的SCC进展.
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