JEV：温度变化对细胞外囊泡释放的调节作用

hzangs

在所有生物中，温度是维持正常功能和生存的关键因素之一。动植物需要通过感测温度来优化其行为，从而适应温度变化。同样，肿瘤细胞必须持续适应包括温度在内的外界条件波动。从而为自身提供更为适应的环境，促进自身的生长和转移，这一过程有助于肿瘤恶性进展。乳腺癌的病理学研究表明温度与疾病进展有关。然而，对于热变化如何影响肿瘤细胞及其在肿瘤发展和恶性肿瘤中的基因调控，尚无明确的机制。针对这一问题，来自东京医科大学的研究者分析了温度对乳腺癌细胞外囊泡（EV）分泌的调控作用。并发现癌细胞的生长和EV分泌以温度依赖性方式增加，这一发现为乳腺癌的肿瘤侵袭性和治疗策略提供了新的思路，同时也丰富了我们对细胞外囊泡释放调控机制的认识。相关研究成果“Uncovering temperature‐dependent extracellular vesicle secretion in breast cancer”发表在Journalof Extracellular Vesicles杂志第10卷第2期上。温度是影响生物生理，发育和行为的关键因素。例如，在动物中，爬行动物的性别比例是以温度依赖性的方式确定。在植物中，可根据温度控制繁殖（开花）的适当时机。最近的一项研究表明，温度会广泛影响稻田中水稻叶片中基因的表达，并且通过结合气象数据的线性模型可以预期复杂的转录组变化。此外，植物可以通过感测低至1°C的差异来适应温度变化，从而优化其生长和繁殖。在拟南芥中，含有组蛋白变体H2A.Z的核小体在温度波动的情况下，能够充当核心热传感器以维持基因表达适应外界温度环境变化。因此，在一系列发育步骤中维持细胞功能，从根本上需要针对热变化对基因表达进行强有力的调节。在人类中，组织和体温在正常情况下相对受控，但在患病时可能会失调。患有抑郁症的患者的平均24小时体温要高于处于恢复状态或健康对照组的患者的平均体温。在非霍奇金淋巴瘤中，高度恶性的肿瘤细胞具有较高的温度，并且肿瘤细胞中的产热率与患者的不良存活率相关。值得注意的是，在乳腺癌中，与正常组织相比，可以记录到肿瘤区域的温度升高，其最大差异可达3.5°C。肿瘤相对较热的乳腺癌患者的无病生存期和疾病特异性生存期明显短于温度较低的肿瘤（这里要注意与肿瘤免疫学中“冷”“热”肿瘤概念的区别，编者注）。尽管病理研究表明温度与癌症中的疾病进展和细胞功能有关，但对于肿瘤细胞如何对变化做出反应以及热状况如何影响肿瘤发展和恶性肿瘤的基因调控，尚无明确的机制报道。为了适应不断变化的环境，细胞通过扩散因子（例如细胞因子，趋化因子，生长因子和激素）交流和交换信息。此外，人们越来越认识到，细胞外囊泡（EV）是细胞间通讯的重要介质。特别是来自肿瘤细胞的细胞外囊泡可以诱导血管生成，调节免疫系统并影响周围和远端细胞的细胞功能，以支持癌细胞的生长和转移前微环境的形成。尽管其在癌症治疗中的临床应用很重要，但对细胞外囊泡与肿瘤微环境中热变化之间的分子机制了解甚少。在这项研究中，作者研究了与正常乳腺上皮细胞相比，乳腺癌细胞增殖和基因表达的热调节。通过分析随温度变化而变化的生长调节和转录组，作者发现了细胞外囊泡的温度依赖性释放过程，并鉴定了调控基因。作者认为受到热控制的低密度脂蛋白受体（LDLR）基因表达及功能的发挥在乳腺癌细胞外囊泡的释放过程中发挥了重要的调节作用。
编者注：目前关于细胞外囊泡的释放调控通常聚焦于不同的分子信号通路。而基于临床观察到的乳腺癌患者肿瘤组织温度显著高于正常组织这一现象，该文章作者聚焦于温度对细胞外囊泡释放的调控作用，并且证实了在更高的温度下乳腺癌细胞的细胞外囊泡释放量有明显的提升。这对于我们理解细胞外囊泡的释放调控提供的新的角度。但是文章并没有对机制进行精细的阐述，同时也缺少体内实验验证。再者不同温度条件下细胞外囊泡的内容物成分和功能是否存在差别也是我们有待进一步阐释的。总体来说，瑕不掩瑜，这一研究报道为我们提供了一个新的角度去认识细胞外囊泡的释放调控，同时也提供了更多的角度来思考细胞外囊泡在临床治疗中的潜在应用场景。 参考文献：Uncovering temperature‐dependent extracellular vesicle secretionin breast cancer