牙龈卟啉单胞菌感染性食管鳞癌细胞外泌体蛋白组学分析

doi:10.3969/j.issn.1006-5725.2023.17.004

摘要/Abstract

摘要：

目的研究牙龈卟啉单胞菌（Porphyromonas gingivalis，Pg）对食管鳞癌Eca109细胞分泌的外泌体（exosome，Ex）蛋白表达及相关功能和信号通路的影响。方法纳米液相色谱-串联质谱分析Nano-LC-MS/MS鉴定Pg感染和未感染的Eca109细胞外泌体蛋白，通过生物信息学方法找出差异蛋白，并对差异蛋白进行GO富集分析和KEGG通路分析。结果 Nano-LC/MS分析检测到Pg-Ex和Ex分别有729、952种蛋白质，与Ex相比，Pg-Ex有387个蛋白表达上调、294个蛋白表达下调。这些差异蛋白主要参与调节细胞增殖、分化、黏附、迁移、血管生成、趋化、免疫反应等生物过程；富集在肿瘤中心碳代谢、PI3K-Akt信号通路、HIF-1信号通路、Rap1信号通路、缝隙连接、Ras信号通路、mTOR信号通路、胰岛素信号通路、cGMP-PKG信号通路、ECM受体相互作用、趋化因子信号通路、VEGF信号通路等信号通路。结论这些差异蛋白所参与的功能及信号通路提示Pg通过调控肿瘤细胞增殖、迁移、血管生成和免疫反应参与食管癌发生发展。

关键词: 牙龈卟啉单胞菌, 食管癌, 外泌体, 蛋白质组学研究

Abstract:

Objective To study the effect of Porphyromonas gingivalis （Pg） on the expression of exosomes （Ex） proteins secreted by Eca109 cells and their related functions and signal pathways. Methods The exosome proteins of Eca109 infected and uninfected by Pg were identified by Nano?LC?MS/MS. The differential proteins were selected by bioinformatics， and analyzed by GO enrichment and KEGG pathway. Results A total of 729 and 952proteins were identified in Pg?Ex and in Ex. Compared with Ex， 387 proteins were up?regulated and 294 proteins were down?regulated in Pg?Ex. These differential proteins are involved in biological processes such as cell proliferation， differentiation， adhesion， migration， angiogenesis，chemotaxis and immune response.They are enriched in Central Carbon Metabolism in tumor， PI3K?Akt signal pathway， HIF?1 signal pathway， Rap1 signal pathway，gap junction， Ras signal pathway， mTOR signal pathway， insulin signaling pathway， cGMP?PKG signaling pathway， ECM receptor interaction， chemokine signaling pathway， VEGF signaling pathway，etc. Conclusion It may indicate that Pg regulate tumor cell proliferation and migration， angiogenesis， immune response and thus participating in the development of esophageal cancer.

Key words: porphyromonas gingivalis, esophageal cancer, exosome, proteomics

中图分类号:

R378.1

崔兰兰,张革,徐邦牢. 牙龈卟啉单胞菌感染性食管鳞癌细胞外泌体蛋白组学分析[J]. 实用医学杂志, 2023, 39(17): 2171-2175.

Lanlan CUI,Ge ZHANG,Banglao. XU. Proteomic analysis of exosomes derived from Porphyromonas gingivalis ⁃infected esophageal squamous cancer cells[J]. The Journal of Practical Medicine, 2023, 39(17): 2171-2175.

图/表 5

图 1

图 2

图3

图4

图5

参考文献 27

1	LIMA D S G V， CORDEIRO S M， SILVA L M， et al. From Helicobacter pylori infection to gastric cancer： Current evidence on the immune response［J］. World J Clin Oncol， 2022，13（3）： 186-199.
2	WANG N， FANG J Y. Fusobacterium nucleatum， a key pathogenic factor and microbial biomarker for colorectal cancer［J］. Trends Microbiol， 2023，31（2）： 159-172.
3	MA X， YANG M. The correlation between high-risk HPV infection and precancerous lesions and cervical cancer［J］. Am J Transl Res， 2021，13（9）： 10830-10836.
4	PETERS B A， WU J， PEI Z， et al. Oral Microbiome Composition Reflects Prospective Risk for Esophageal Cancers［J］. Cancer Res， 2017，77（23）： 6777-6787.
5	CHEN M F， LU M S， HSIEH C C， et al. Porphyromonas gingivalis promotes tumor progression in esophageal squamous cell carcinoma［J］. Cell Oncol （Dordr）， 2021，44（2）： 373-384.
6	GAO S， LIU Y， DUAN X， et al. Porphyromonas gingivalis infection exacerbates oesophageal cancer and promotes resistance to neoadjuvant chemotherapy［J］. Br J Cancer， 2021，125（3）： 433-444.
7	王浩洁，史浩，齐义军，等. 牙龈卟啉单胞菌来源的外泌体对食管癌细胞增殖迁移作用的研究［J］. 食管疾病， 2019，1（4）： 17-22.
8	朱梦玺，李洪超，王浩洁，等. 牙龈卟啉单胞菌感染的食管癌细胞外泌体中miRNA表达谱分析［J］. 食管疾病， 2020，2（2）： 125-130.
9	KALLURI R， LEBLEU V S. The biology， function， and biomedical applications of exosomes［J］. Science， 2020，367（6478）.eaau6977
10	VAN NIEL G， D'ANGELO G， RAPOSO G. Shedding light on the cell biology of extracellular vesicles［J］. Nat Rev Mol Cell Biol， 2018，19（4）： 213-228.
11	XU X Q， ZHANG B， GUO L， et al. Exosomes Transport Anti-Human Immunodeficiency Virus Factors from Human Cervical Epithelial Cells to Macrophages［J］. J Innate Immun， 2021，13（5）： 269-279.
12	SCHOREY J S， CHENG Y， SINGH P P， et al. Exosomes and other extracellular vesicles in host-pathogen interactions［J］. EMBO Rep， 2015，16（1）： 24-43.
13	HUANG Y， KANADA M， YE J， et al. Exosome-mediated remodeling of the tumor microenvironment： From local to distant intercellular communication［J］. Cancer Lett， 2022，543（1）： 215796.
14	RUAN Z， LIANG Y， CHEN Z， et al. Enterovirus 71 non-structural protein 3A hijacks vacuolar protein sorting 25 to boost exosome biogenesis to facilitate viral replication［J］. Front Microbiol， 2022，13： 1024899.
15	YIN L， SHEN X， YIN D， et al. Characteristics of the MicroRNA Expression Profile of Exosomes Released by Vero Cells Infected with Porcine Epidemic Diarrhea Virus［J］. Viruses， 2022，14（4）：806-818
16	GUO Y， XU C， GONG R， et al. Exosomal CagA from Helicobacter pylori aggravates intestinal epithelium barrier dysfunction in chronic colitis by facilitating Claudin-2 expression［J］. Gut Pathog， 2022，14（1）： 13.
17	MARTIN-JAULAR L， NEVO N， SCHESSNER J P， et al. Unbiased proteomic profiling of host cell extracellular vesicle composition and dynamics upon HIV-1 infection［J］. EMBO J， 2021，40（8）： e105492.
18	GUO S， CHEN J， CHEN F， et al. Exosomes derived from Fusobacterium nucleatum-infected colorectal cancer cells facilitate tumour metastasis by selectively carrying miR-1246/92b-3p/27a-3p and CXCL16［J］. Gut， 2021，70（8）：1507-1519.
19	REYES L. Porphyromonas gingivalis［J］. Trends Microbiol， 2021，29（4）： 376-377.
20	DURAIVELAN K， SAMANTA D. Emerging roles of the nectin family of cell adhesion molecules in tumour-associated pathways［J］. Biochim Biophys Acta Rev Cancer， 2021，1876（2）： 188589.
21	LIN X， ZHUANG S， CHEN X， et al. lncRNA ITGB8-AS1 functions as a ceRNA to promote colorectal cancer growth and migration through integrin-mediated focal adhesion signaling［J］. Mol Ther， 2022，30（2）： 688-702.
22	JAILLON S， BONAVITA E， GARLANDA C， et al. Interplay between Myeloid Cells and Humoral Innate Immunity［J］. Microbiol Spectr， 2016，4（6）.
23	丁晓敏，胡海燕. 骨肉瘤组织中巨噬细胞炎性蛋白4的表达及其与肺转移的相关性［J］. 实用医学杂志， 2019，35（22）： 3513-3516.
24	刘娜，张长庚，李伟，等. 趋化因子γ干扰素诱导蛋白-10和巨噬细胞炎性蛋白-3a在肝癌患者外周血中的表达及诊断价值［J］. 实用医学杂志， 2019，35（16）： 2641-2644.
25	PAUL S， GHOSH S， KUMAR S. Tumor glycolysis， an essential sweet tooth of tumor cells［J］. Semin Cancer Biol， 2022，86（Pt 3）： 1216-1230.
26	FUKUSHI A， KIM H D， CHANG Y C， et al. Revisited Metabolic Control and Reprogramming Cancers by Means of the Warburg Effect in Tumor Cells［J］. Int J Mol Sci， 2022，23（17）：10037.
27	LI H， LIU P， LI D， et al. STAT3/miR-130b-3p/MBNL1 feedback loop regulated by mTORC1 signaling promotes angiogenesis and tumor growth［J］. J Exp Clin Cancer Res， 2022，41（1）： 297.

[1]	刘景,冷春涛,王艳. circRNA SIPA1L1修饰牙髓干细胞来源外泌体促血管生成能力的机制[J]. 实用医学杂志, 2024, 40(9): 1211-1217.
[2]	陈甫,刘斌,和帅军,赵勇,王伟周. 男性不育患者精液质量与精浆微量元素水平及精浆外泌体miR-184水平的关系[J]. 实用医学杂志, 2024, 40(7): 930-935.
[3]	肖俐,罗淑敏,徐芳,路鹏鹏,邢恩鸿,李伟华. 培养时间对小鼠树突状细胞及其外泌体免疫相关膜蛋白的影响[J]. 实用医学杂志, 2024, 40(7): 941-947.
[4]	程玉鑫,刘亮,董适毓,李胜超,张萌. 外泌体蛋白、mRNA及非编码RNA调节肝癌发生和发展的研究进展[J]. 实用医学杂志, 2024, 40(6): 748-755.
[5]	陈舒,张静蕾,荣康,张楠,孙维义. 外泌体在胃癌远处转移和耐药性中的研究进展[J]. 实用医学杂志, 2024, 40(6): 870-876.
[6]	高山,季坤,赵丽,邢妤佳,谢燕东,蔡习强. 食管鳞状上皮内瘤变的研究进展[J]. 实用医学杂志, 2024, 40(3): 432-438.
[7]	郭亮,贾明选,马文杰,乔鸿飞,徐永胜,郭克锋. 术前肠内营养支持联合改良Ivor-Lewis手术治疗食管癌对肺功能及外周血GATA3、Foxp3 mRNA表达的影响[J]. 实用医学杂志, 2024, 40(21): 3031-3035.
[8]	罗青,黄金金,任婷婷,周瑞华,徐栋花,王振华,王国颖. 人脐带干细胞外泌体对人毛乳头细胞增殖的影响[J]. 实用医学杂志, 2024, 40(20): 2828-2834.
[9]	许姣,张旻,谢国钢. 肥大细胞来源的外泌体在支气管哮喘中的研究进展[J]. 实用医学杂志, 2024, 40(15): 2194-2198.
[10]	王晶晶,王巍东,王梦雨,张清琴,康小红. 预后营养指数与尿素/肌酐比值在食管癌放化疗患者营养状态评估中的应用[J]. 实用医学杂志, 2024, 40(14): 1957-1962.
[11]	杨昌恒,陈颖,张中元,马庆庆. 肺泡灌洗液外泌体表皮生长因子受体基因突变检测对晚期非小细胞肺癌患者的临床意义[J]. 实用医学杂志, 2024, 40(1): 48-52.
[12]	郝剑韩磊 . 血清外泌体microRNAs 单一及组合panel 对结直肠癌的诊断价值 [J]. 实用医学杂志, 2023, 39(3): 364-373.
[13]	侯勇哲, 张琴赵霄晨何苗鱼玲玲, 白海吴涛 . 间充质干细胞来源的胞外囊泡在急性肺损伤治疗中的研究进展 [J]. 实用医学杂志, 2023, 39(3): 390-394.
[14]	谢丹,欧阳石. 茵陈蒿汤协同脐带间充质干细胞所释放的外泌体对急性肝衰竭及肝细胞焦亡的影响[J]. 实用医学杂志, 2023, 39(23): 3034-3042.
[15]	罗富强, 余电柏, 谢康麒, 李载永, 周海东, 罗昌泰, 韦积华. 糖尿病足溃疡创面修复相关机制的研究进展[J]. 实用医学杂志, 2023, 39(2): 158-163.