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紫外线诱导胶原降解抑制黑色素瘤侵袭

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发表时间:2021-05-14 09:01作者:武汉新启迪Xinqidibio

摘要

紫外线辐射(UVR)损伤真皮和成纤维细胞,增加黑色素瘤的发生率。因此,我们研究了UVR如何改变真皮成纤维细胞的功能、细胞外基质(ECM)和黑色素瘤的侵袭。我们证实UVR损伤成纤维细胞持续上调胶原裂解基质金属蛋白-1(Mmp1)表达,减少局部胶原(COL1A1),MMP 1降解COL1A1可减少黑色素瘤侵袭。相反,抑制ECM降解和mmp1表达则能恢复黑色素瘤的侵袭。老年人的原发性皮肤黑色素瘤表现出更多的癌细胞在黑色素瘤侵袭性前方表达和沉积更多的胶原蛋白,而胶原蛋白和单细胞黑色素瘤细胞侵袭是黑色素瘤特异性存活较差的有力预测因子。因此,原发于胶原降解皮肤上的黑色素瘤侵袭性较小,侵袭性降低可提高生存率.然而,黑色素瘤相关成纤维细胞可以通过增加胶原合成来恢复侵袭。最后,高COL1A1基因表达是一系列原发性癌症预后不良的生物标志。

导言

紫外线是黑色素瘤发生的主要环境危险因素。1,2,3,4,5日晒是发病率上升的主要原因。3。而紫外线与黑色素瘤的发病率之间的关系是确定的。5,有争议的临床研究将阳光照射或太阳对真皮的损害与改善黑色素瘤的生存联系在一起。6,7,8。然而,其他的研究没有发现太阳损害和结果之间的联系,临床研究表明,头皮和颈部出现黑色素瘤可能是长期太阳受损的地区,与不良结局有关。9,10,11.

UVR损伤随着寿命的增加而增加,老年患者的黑色素瘤存活率更低。12,13,14,15。因此,慢性UVR损伤可能导致黑色素瘤特异性存活(MSS)的缩短.然而,与一些非激素性癌症一样,黑色素瘤的发病率和死亡率在60岁后急剧上升,85岁后显著下降(参考文献)。16,17),提示紫外线照射与皮肤损害、年龄和黑色素瘤死亡之间的关系不是线性的。

以前的研究表明细胞外基质中的胶原含量改变了黑色素瘤细胞的行为。18。令人惊讶的是,两者都增加了19减少20胶原沉积与恶性行为有关,表明胶原对癌症行为的影响超出了蛋白质水平和支架功能。在这项研究中,我们探讨了皮肤胶原蛋白水平的变化,这取决于太阳的损害和年龄,影响黑色素瘤的生存。

结果

真皮成纤维细胞体细胞突变负担与细胞外基质降解及胶原酶表达的关系

真皮成纤维细胞的关键任务是调节ECM的重塑,包括胶原蛋白的转换。21。在长期UVR损伤的皮肤中,突变增加。22降解的胶原蛋白不被新的胶原合成所补偿,导致ECM的整体降解。我们分析了人类成纤维细胞的基因表达情况,以比较健康供者(中位年龄42岁,19-66岁,参考文献)中UVR损伤和UVR保护真皮的基因表达。23)。我们使用了宇宙总特征7个突变24,这表明UVR引起的损伤,作为累积UVR暴露的替代标志。最显著的差异表达途径是ECM通路。1A,b,补充数据1和补充表1),胶原基因的逐渐下调(补充表)2)和上调基质金属蛋白酶(MMP),包括基质金属蛋白酶-1(Mmp1),在UVR损伤的成人供体成纤维细胞中,有明显的7个突变。此外,Mmp1在基因型组织表达群中高表达于Uvr暴露的成年小牛的供体成纤维细胞中。25(中位TPM=51.85,n平均所有组织TPM=0.078)。

图1:UVR驱动的真皮成纤维细胞突变与ECM降解和胶原酶表达相关。
figure1

a火山图基因表达和b皮肤成纤维细胞胞外基质(ECM)7突变的热图分析23。颜色等级:红色上调,蓝色下调基因,样本按特征7个突变聚类:颜色等级0(白色)到112(绿色),红色框:基因与特征7个突变一起上调。c原子力显微镜(标度:5微米,高度色阶为−115(深棕色),115度(白色))dHFF和UV-HFF,双边Mann-Whitney离体ECM的基体粗糙度(RQ)U *p=0.0286,数据表示每个条件下两个独立于生物的细胞系的两个测量值。e纤维连接蛋白免疫荧光定量检测人包皮成纤维细胞HFF和UV-HFF衍生ECM纤维排列分布。f模向10°以内的纤维分数,双面Mann-WhitneyU **p=0.0022,数据表示两个独立于生物的细胞系,每个条件下有三个视场。g纤维连接蛋白纤维在脱细胞HFF和UV-HFF衍生ECM中的免疫荧光,颜色编码为纤维方向,青色代表模式,红色±90°,标度:25m。h马森三色胶原染色n=9,nocd)和日晒(n=7,cd)真皮,双面曼恩-惠特尼U ****p < 0.0001. i成纤维细胞SNV负荷与太阳弹性的关系,蓝色:cd,粉红色:nocd,双边Spearman相关R=0.40,p=0.2,n=13个生物独立样本。误差条:平均值(条形图)的标准误差。

急性UVR暴露后mmp1裂解胶原蛋白1(COL1A1)26,27,所以我们比较了MMP 1的分泌,COL1A1人包皮成纤维细胞株(HFF)和UVR损伤成纤维细胞(UVHFF)照射2周后等基因UVR幼稚成纤维细胞的表达及ECM胶原沉积(补充图)。1A)。我们发现UV-HFF成纤维细胞增加了mmp1的分泌。1B)无补偿性增加COL1A1转录(附图)1C)或沉积在ECM中的UV-HFF,与UVR-幼稚成纤维细胞(COL1A1平均无标记定量(LFQ)强度HFF=33.20,UV-HFF=33.47,q值=0.16,COL1A2 HFF=32.57,UV-HFF=32.87,q数值=0.08,附图。1D)。此外,原子力显微镜(AFM)的地形图显示,UV-HFF成纤维细胞生成的ECM比UVR-朴素的HFF成纤维细胞具有更多的碎裂、稀疏和组织紊乱的基质纤维。较高的粗糙度(Rq)值表明,随着uv-fff成纤维细胞产生的ecm的降解,在ecm表面的对称性较小。28,29,30(无花果)1C,d)。此外,在HFF和UV-HFF衍生的ECM中,纤维连接蛋白纤维的免疫荧光染色证实,与HFF成纤维细胞产生的基质相比,UV-HFF基质的排列纤维更少,更加无序。1E-g).

由于紫外线损伤改变了成纤维细胞的功能,影响了ECM的更新,我们比较了老年患者慢性晒伤和防晒健康皮肤中胶原纤维的密度。n=16,年龄>59);证实UVR损伤真皮中胶原减少。31(无花果))。此外,我们还证实了来自邻近太阳受损患者真皮的成纤维细胞(太阳弹性变形)。31,32)有较高的体细胞突变负担。22 (n=13,图1。1I),表明累积UVR可导致真皮ECM降解,胶原含量降低。

低胶原浓度降低胶原完整性减少黑色素瘤侵袭性

为了研究UVR对促进胶原降解的成纤维细胞的损伤是否影响黑色素瘤的进展,我们比较了包埋在胶原浓度增加的基质中的黑色素瘤的侵袭性。黑色素瘤细胞株具有不同程度的侵袭性,因此我们使用了三种细胞株,这些细胞系具有不同的uvr突变特征,反映了uvr和非uvr肿瘤的起源。33(补充图。2A)。我们发现,不管黑色素瘤细胞株的UVR历史,这三种黑色素瘤细胞株的侵袭以1.5毫克/毫升胶原蛋白为最佳,而较高的细胞株(2.5毫克/毫升),p < 0.0001) and lower collagen concentrations significantly reduced invasion into the ECM (0.25 mg/ml, p < 0.0001, 0.5 mg/ml, p=0.03;图1。2A,b和补充图。2B)。此外,我们以单细胞的形式量化了黑色素瘤细胞从球体分离和侵袭的数量,并在一定的胶原浓度范围内发现单细胞侵袭最优,随着胶原密度的增加而降低(图1)。2C,d)。我们用HFF或UV-HFF包皮构建人成纤维细胞,并植入黑色素瘤细胞系(图1)。2E和补充图。2C),证实的uv-ff结构显示较少的黑色素瘤细胞脱离肿瘤边缘,在真皮中单独前进(Sk-meel-28)。p=0.04;图1。2F)。Uv-hff结构复制了uvr损伤的基本特征。34,35,36,与HFF结构相比,胶原水平显著降低(p < 0.0001, Supplementary Fig. 2D,e)。此外,UV-HFF结构显示了还原的纤维连接蛋白(补充图)。2F),与HFF结构相比,弹性蛋白表达无差异(补充图)。2G)。这些数据表明黑色素瘤侵袭是最佳的范围内胶原浓度。关键的是,较低的胶原浓度限制了黑色素瘤的侵袭。

图2:低胶原含量和完整性可减少黑色素瘤细胞的侵袭。
figure2

a平均与个人b黑色素瘤球侵犯(Kruskal-Wallis与Dunn‘s多重比较试验*)p=0.0317,*p < 0.0001, n=通过两个独立的实验为三个细胞系复制8个球体)c单细胞侵袭(Skmel28)(Kruskal-Wallis与Dunn的多重比较试验*)p < 0.0001, n=9在两个实验中进行的独立测量),在不同的胶原浓度。d典型的球形和黑色素瘤单细胞侵犯图像,顶部:Hoechst(倒置),底部:侵入细胞(蓝色)。eA 375黑色素瘤侵袭H&E(标度:10μm)和f有机真皮胶原hff和uv-hff结构中的单细胞侵袭(双面Mann-Whitney)U *p=0.0485,ns不显着,数据代表两个独立实验的12个视场)。g平均与个人h黑色素瘤侵袭性(Kruskal-Wallis与Dunn的多重比较试验*)p < 0.001, ****p < 0.0001, n=通过两个独立的实验为三个细胞系复制8个球体)i黑色素瘤单细胞侵袭性(Kruskal-Wallis与Dunn‘s多重比较试验)p=0.0426,n=2次实验中的7次独立测量),用胶原酶I浓度测定。j典型的球形和单细胞侵袭图像,顶部:Hoechst(倒置),底部:侵入细胞(蓝色)。k成人成纤维细胞分泌细胞浸润黑色素瘤球体,mmp1水平(双面Pearson相关,红色:SK-MEL-28)R=−0.39p=0.1,蓝色:A 375R=−0.21p=0.4,数据为八种独立细胞系,一式两份)和l通过COL1A1成纤维细胞相对表达(双边Pearson相关,红色:SK-MEL-28)R=0.57p=0.02,蓝色:A 375R=0.32p=0.2,数据为八种独立细胞系,一式两份)。误差条:平均值(条形图)的标准误差。

因为UVR通过破坏成纤维细胞间接地损害了胶原的完整性。1我们用相同浓度的胶原基质照射黑色素瘤球体,增加胶原酶I的浓度,以模拟紫外线照射的效果(补充图)。2H)。我们发现,在高浓度胶原酶I(5μg/ml)作用下,黑色素瘤侵袭和单细胞侵袭明显减少,p=0.0005,10克/毫升,p < 0.0001; Fig. 2G-j和补充图。2I)。这些数据表明,胶原蛋白的数量和降解的胶原限制了黑色素瘤的侵袭。

为了探讨成纤维细胞是否调节胶原降解和黑色素瘤侵袭,我们从8例肿瘤邻近正常皮肤的不同解剖部位获取成纤维细胞,并建立细胞系(补充表)。3,年龄中位数69,范围34至77)。我们证实了患者真皮成纤维细胞表达和分泌不同水平的mmp1(附图)。2J,k),并将黑色素瘤球嵌入胶原基质中,与供体成纤维细胞分泌体混合。我们发现黑色素瘤小球在含有较高mmp1含量的成纤维细胞分泌体的基质中的侵袭性较小(图1)。2K)。重要的是,COL1A1表达与黑色素瘤侵袭性,(Sk-Mel-28)密切相关。p=0.02,R=0.32,图1。2L)。最后,我们证实人类成纤维细胞,而不是黑色素瘤细胞,是主要的来源。Mmp1黑色素瘤细胞系不表达COL1A1COL1A2(参考文献)37,补充图。2L)。综上所述,这些数据显示,成人成纤维细胞调节胶原生物学和黑色素瘤侵袭。

抑制mmp1恢复黑色素瘤侵袭性

我们研究了来自不同解剖部位的成纤维细胞是否对ECM和黑色素瘤的侵袭有不同的影响,并建立了来自慢性晒伤(Cd)和防晒的(Nocd)肿瘤邻近皮肤的成纤维细胞系。322例患者中,年龄分别为77岁、46岁。供体成纤维细胞暴露于低剂量UVB(8×100 J/m)2)产生noCSD和noCSD-UV成纤维细胞、CSD和CSD-UV成纤维细胞的等基因对,并允许14天恢复(补充图1)。2M)。证实nocd-uv成纤维细胞明显增加。Mmp1表达式(折叠变化=2.03,p和分泌(中位数mmp1:nocd=6858 pg/ml,nocd-UV=13,292 pg/ml,折叠变化=1.98,p与新生成纤维细胞比较,差异有显着性意义(图0.0 3)。3A,b);csd-uv成纤维细胞弱上调Mmp1表达式(折叠变化=1.46,p和分泌(中位数mmp1:cd=9066 pg/ml,cd-UV=13051 pg/ml,折叠变化=1.49,p=0.03)。重要的是,nocd-uv和cd-uv成纤维细胞没有增加。COL1A1表达式(附图)2N)。然后,我们比较了成纤维细胞分泌体对黑色素瘤球体侵袭的影响,无论是否存在MMP抑制剂Batimatat,它直接阻断MMPs的活性。与较高的mmp1表达相一致,noCSD-UV分泌体较noCSD分泌体显著减少黑色素瘤的侵袭(p0.001),更重要的是,巴蒂拉特恢复了黑色素瘤细胞的侵袭(p=0.01;图1。3C)。有趣的是,UVR损伤或Batimatat治疗的CSD成纤维细胞模型(CSC-UV)仅略微调节黑色素瘤的侵袭(图)。三维空间),可能表明紫外线对成纤维细胞的损伤作用。Mmp1表达受到限制,高表达需要更高剂量的MMP抑制。Mmp1、CPS-UV成纤维细胞。

图3:抑制mmp1恢复黑色素瘤侵袭。
figure3

a折叠变化Mmp1慢性紫外线照射成人成纤维细胞中相对表达(RE)与未处理的等基因细胞系比较,nocd无慢性太阳损害,粉红色,cd慢性太阳损害,蓝色(双面Mann-Whitney)。U **p=0.0022,ns不显着,数据表示每种情况下的两个样本,一式三份)。b长期紫外线处理的成纤维细胞分泌mmp1的变化与未处理的等基因细胞系相比,nocd无慢性太阳损伤,粉红色,cd慢性太阳损伤,蓝色,(双面Mann-Whitney)。U *p=0.0286,数据表示每种情况下的两个样本,一式三份)。c黑色素瘤球体在batimatat或dmso载体存在下的侵袭性和等基因的nocd-uv成纤维细胞分泌体(双面Mann-Whitney)U**p=0.0011,*p=0.0104,数据表示在每个条件下两个独立实验中测量到的8个复制球体)。d黑色素瘤球体在ccd和等基因csd-uv成纤维细胞分泌体中的存在(双侧Mann-Whitney)U,NS不显著)。数据表示在每个条件下两个独立实验中测量到的8个复制球体,方格图以中位数表示25到75个百分位数,晶须代表最小值和最大值。e在shCtrl-HFF,shCtrl-UV-HFF,sh中胶原降解的典型图像Mmp1-HFF和SHMmp1-UV-HFF成纤维细胞。绿色:完整的DQ胶原蛋白;红色:phalloidin;蓝色:Hoechst。尺寸:20米。fShCtrl-HFF和sh胶原降解的折叠变化Mmp1-hff(粉红色)及其等基因慢性uvr细胞系shCtrl-uv-ff和shMmp1-UV-HFF(蓝色),(双面Mann-Whitney)U ***p=0.0007,ns不显著,n=149分,每种情况下有两个独立的细胞株)。g纤维连接蛋白纤维在脱细胞的shCtrl-HFF,shCtrl-UV-HFF,sh中的免疫荧光Mmp1-HFF和SHMmp1-UV-HFF衍生ECM,颜色编码为纤维方向,青色代表模式,红色±90°,刻度条:25m.hShCtrl-HFF,shCtrl-UV-HFF,sh中纤维取向分布的定量研究Mmp1-HFF和SHMmp1-UV-HFF衍生ECM,数据代表z-每个样本有三个视场。iShCtrl-HFF和sh构建的侵袭黑色素瘤细胞的真皮胶原结构的定量研究Mmp1-HFF(粉红色)和等基因慢性UVR细胞系shCtrl-UV-HFF和shMmp1-UV-HFF(蓝色),(双面Mann-Whitney)U *p=0.0272,ns无显着性,数据代表两个独立于生物学独立细胞系的实验的>8个视场),对每个细胞系至少5个视场中的重复结构进行评分。jA 375侵袭有机结构的典型图像,H&E染色(标度条:10μm)。误差条表示平均值(条形图)的标准误差。

因为mmp1专门切割COL1A1(参考文献。26),我们生成了等基因shCtrl-HFF,shCtrl-UV-HFF,shMmp1-HFF和SHMmp1-UV-HFF系从HFF中比较胶原降解在没有急性紫外线照射(补充图)。3B,c)。随着mmp1的高表达,shCtrl-uv-ff成纤维细胞对胶原的降解程度较高,而sh则较高。Mmp1-uv-ff与sh相比不增加胶原降解。Mmp1-HFF成纤维细胞。3E,f)。Mmp1的特殊作用是通过另一个sirna靶向的敲除来验证的。Mmp1(补充图。三维空间)。此外,我们还发现了靶向的shRNAMMP 2不改变胶原降解(补充图。3B,g,hMmp1的敲除恢复了纤维在UV-HFF基质中的排列(如图所示)。3G,h和补充图。3I)。此外,用shCtrl-ff、shCtrl-uv-ff、sh生成的基质进行了有机入侵检测。Mmp1-HFF或SHMmp1-uv-hff成纤维细胞,显示在shCtrl-UV-hff结构中黑色素瘤侵袭减少。p=0.03),而不是在sh中。Mmp1-HFF或SHMmp1-UV-HFF成纤维细胞基质(图1.3i,j)。敲除mmp1使UV-HFF结构中的胶原和纤维连接蛋白水平恢复到与HFF(补充图)相似的水平。3J,k,l另见附图。2C,d,f)。总之,这些数据显示成纤维细胞分泌的mmp1降解胶原,限制黑色素瘤的侵袭。

胶原降解减少原发性黑色素瘤侵袭并提高存活率

如果胶原蛋白的数量和完整性限制了单个细胞的侵袭,则原发性皮肤黑色素瘤侵袭较少的胶原性真皮的患者应比真皮胶原蛋白较多的患者活得更长。与年轻的成纤维细胞和真皮相比,老年和紫外线保护的成纤维细胞在老年ECM中促进黑色素瘤的侵袭和转移。38,39,因此,我们的研究仅限于三组年龄较大的原发性皮肤黑色素瘤患者(补充表)。4)。我们测定了侵袭前(IF)处黑色素瘤细胞在ECM中的浸润比例、胶原含量以及肿瘤邻近真皮中ECM降解的程度(如图所示)。4A和补充图。4A)。我们发现患者样本有较多的太阳弹性(肿瘤邻近皮肤中胶原蛋白较少),在IF(Fisher精确检验)中有较少的侵袭细胞。p=2.25×10−5无花果。4B,补充图。4B和补充数据2)。严重的是,在多因素分析中,侵袭性较少的患者MSS明显改善(图二)。4C,补充图。4C,d和补充表5)。有趣的是,太阳弹性变形与更好的结果没有太大关系。p=0.9,图1。4D,补充图。4E,f和补充表5)。为了解释这种差异,我们假设IF处的胶原蛋白,而不是肿瘤邻近真皮中的胶原降解,将是一个更好的存活生物标记物。进一步的分析证实,胶原蛋白在IF与单细胞侵袭密切相关(Spearman)。R 0.5, p < 0.0001, Fisher Exact p = 0.002, Fig. 4E),MSS与无进展生存(PFS;图1)。4F,补充图。4G,及补充表5)。此外,与图中的入侵数据一致。2J、原发性皮肤黑色素瘤低表达COL1A1存活率提高(图1)。4G和补充表5)。这些数据表明,原发性黑色素瘤侵袭胶原缺乏基质需要新的胶原合成,以成功侵入。为了证实这一点,我们研究了胶原蛋白,特别是在短期和长期幸存者。我们证实黑色素瘤发生在瘤旁真皮胶原含量较少、存活时间较短(MSS<5年)、IF时胶原沉积增多和肿瘤细胞浸润(图1)。4H,i和补充5).

图4:老年黑色素瘤患者低胶原蛋白与低侵袭及预后改善相关。

aH&E顶板:原发皮肤黑色素瘤(BOX),单细胞浸润(箭头)在胶原丰富的真皮中,无慢性太阳损害(NoCSD),胶原蛋白:红色(鳞片左侧:4000米,右:400米)。下面板:黑色素瘤伴慢性太阳损害(CSD)和嵌体(盒子),无单个细胞浸润;胶原蛋白:红色(标尺左侧:3000米,右侧:300米)。b直方图显示黑色素瘤侵袭前(IF)在noCSD和CSD黑色素瘤(B和C组,n=170,双边Fisher精确检验,p=2.25×10−5). c卡普兰-梅尔黑色素瘤特异性存活(MSS)在显著(高,红)和最小(低,蓝色)黑色素瘤侵袭在if(双面对数秩测试,B和C队列,n=167)。d黑色素瘤侵袭性黑色素瘤的Kaplan-Meier(蓝色)和noCSD(粉红色)真皮(双面对数秩检验,B和C组,n=331)。e直方图显示高侵袭性黑色素瘤(红色)和小侵袭性(蓝色)黑色素瘤(C组)的胶原含量,n=89,双边Fisher精确检验,p=0.002)。f用胶原蛋白量测mss的Kaplan-Meier(双面对数秩检验,C组,n=62)。gMss的Kaplan-MeierCOL1A1老年(>54)原发性皮肤黑色素瘤的表达(双面对数秩试验,TCGA队列),n=80)。h双侧Mann-Whitney法在nocd和csd黑色素瘤中胶原沉积的增加(英文)U ***p=0.0009 C组n=90)。误差条表示平均值(条形图)的标准误差。iH&E顶部面板:左侧CSD黑色素瘤,中间:来自盒内嵌:肿瘤-邻近真皮;右:从虚线盒内嵌:if(虚线,标尺:2000,300,300米)。底部:左侧csc黑色素瘤,中:从盒内:肿瘤-邻近真皮;右:从虚线盒内:如果在虚线之间,箭头:黑色素瘤侵袭,(标尺:2000,70,200米,n=90)。j用黑色素瘤相关成纤维细胞(MAF)标记法对老年(>54)原发性皮肤黑色素瘤组进行Kaplan-Meier评分(双面对数秩检验,TCGA队列),n=80)。kOS和PFS的危害比(中心)和95%CI(BAR)(l)在双面单因素Cox回归中COL1A1癌型在PANCAN TCGA中的表达p值未经调整。(ACC)n=79,肾上腺皮质癌n=407,膀胱尿路上皮癌n=304,宫颈癌和子宫颈癌,Coadn=448,结肠腺癌,Kichn=65,肾嫌色,KIRCn=533,肾透明细胞癌,Kirpn=289,肾乳头状细胞癌n=514,脑低级别胶质瘤,LUADn=506,肺腺癌n=86,间皮瘤,PAADn=178,胰腺腺癌n=497,前列腺腺癌,stadn=409,胃腺癌)。补充数据中所有Kaplan-Meier分析的风险表2.

为了进一步探讨胶原蛋白与生存的关系,我们研究了黑色素瘤相关成纤维细胞(MAFS)是否通过增加胶原来维持侵袭。为此,我们从单细胞RNAseq中提取了基因表达信号。37并确认COL1A用MAFS(补充图)表示。4H)。我们随后测试了MAFS在原发性黑色素瘤中的表达是否与预后相关,并能够证明MAF基因的高表达与生存不良有关(图一)。4J)。此外,我们还发现,在MAF表达信号中,胶原基因的表达是影响生存的因素,因为在没有胶原基因的情况下,MAF标记对预后没有显著影响(补充图)。4I和补充表5).

固体癌合成大量的ECM蛋白和COL1A1;ECM重构促进原发性肿瘤的进展和转移。40,41。因此,我们设计了一种与肿瘤无关的方法来测试COL1A1表达作为原发性泛癌生存的生物标志物。这表明年轻和老年原发性癌症患者表达的水平很高。COL1A1有更大的死亡风险,并有较短的PFS(图一)。4K,l和补充图。4J-l).

讨论

多项体内研究证实,UVR与致癌突变协同作用,可增加疾病的发病率和外显率。5,42。然而,紫外线照射是否影响生存的几率还没有得到全面的研究,也有一些矛盾的研究发现,通过解剖点推断太阳照射。8晒伤史9,18或者是紫外线诱导的皮肤降解6,10会影响结果。大多数黑色素瘤死亡影响老年人。13,而年龄与日照累积量密切相关。7。我们研究了预先存在的UVR损伤是否影响黑色素瘤的生存,发现低胶原量和完整性限制了黑色素瘤的侵袭。UVR损伤成纤维细胞可降解胶原和ECM,延缓黑色素瘤的进展。我们证实了我们的体外结果,表明在老年原发性皮肤黑色素瘤中,侵袭真皮和胶原的单个肿瘤细胞有力地预测了不良的生存。自相矛盾的是,本研究发现UVR对真皮的损伤破坏了胶原蛋白,限制了侵袭并改善了预后,除非肿瘤在IF时增加胶原的产生,从而为黑色素瘤的侵袭提供了结构上的支持。结合最近的研究结果显示受紫外线保护的老年成纤维细胞38和企业内容管理39驱动黑色素瘤转移,这项研究强烈地涉及老年人肿瘤微环境的物理组成和结构,作为原发性黑色素瘤进展的关键。因此,我们从这些联合研究中推断,老年死亡率过高尤其影响到在皮肤胶原蛋白保存或防晒皮肤的解剖部位出现肿瘤的患者。相反,随着年龄的增长,UVR损伤会改变真皮,降低胶原含量。由于黑色素瘤产生于缺乏胶原的皮肤,阳光受损的皮肤需要胶原蛋白来侵袭,我们表明,胶原沉积在肿瘤的侵袭边缘是一个独立的,强大的生物标志生存。方便地,胶原沉积在IF可以简单地从苏木精和伊红染色,这是一个理想的生物标志。

黑色素瘤有更多的UVR损伤,累积更多的突变和新抗原,可能引起更强的免疫反应。43,44。然而,我们发现部分UVR黑色素瘤由于胶原降解而具有较好的预后,与突变负担、肿瘤和基质细胞免疫原性无关,在评估辅助免疫治疗的疗效时应考虑这些因素。一种可能性是根据单个细胞的侵袭,如果胶原蛋白和死亡风险,优先考虑佐剂治疗。最近的证据表明,胶原蛋白密度改变了乳腺癌的免疫环境,限制了T细胞的反应。45.

胶原样ECM的积聚,僵硬度的增加,导致预后不良,对其他癌症的治疗缺乏反应。40。ECM动力学的改变是癌症的一个特征,能够解除对癌症和基质细胞的管制。46,47,促进细胞转化和促进转移的利基,使血管和促进肿瘤的炎症变得丰富。48。与药物抑制MMPs和限制ECM重塑的临床试验已经产生了负面的,有时是有害的结果。根据我们对黑色素瘤的研究,对这种失败的一个可能的解释是,抑制胶原降解可能支持肿瘤的侵袭。胶原蛋白能促使癌细胞去分化19,49,50,51并且经常出现在活跃的上皮癌侵袭区域,促进迁移。50,52.

衰老与胶原沉积较少、降解程度较高以及包括皮肤在内的多种组织的整体癌症发病率和死亡率较高有关。一种可能是老年组织中胶原蛋白的减少,这可能会导致侵袭性较小的癌症,但随着年龄的增长,ECM的结构适应度、胶原和基质组织以及促肿瘤信号的减少抵消了这一现象。41。这项工作表明,新的胶原合成由TME是一个关键的调节老年原发性黑色素瘤进展,这一特点可能导致不良的结果在其他老年癌症。重要的是,我们的数据显示胶原在多个实性上皮和非上皮性原发肿瘤中的表达与所有年龄的PFS缩短有关,这可能是由于直接的侵袭调节所致。


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