背景介绍

癌症转移是导致患者死亡的重要原因之一，以非小细胞肺癌（non-small cell lung cancer, NSCLC）为例，其高死亡率与转移潜力大紧密相关。了解癌症转移的分子机制有助于改善临床治疗效果，本文中，作者在小鼠模型上验证了细胞外囊泡（extracellular vesicles, EVs）在NSCLC转移中发挥的作用。

研究内容

FAM3C与肺癌不良预后相关

通过LTQ-FT 质谱分析，作者发现FAM3C蛋白在肿瘤细胞（HCC82、H1650、H520）EVs和成纤维细胞EVs中差异表达，临床样本验证结果显示FAM3C高表达与NSCLC不良预后相关。

对数据库中已有的数据进行分析，作者发现FAM3C在恶性肺癌组织中的表达高于正常肺组织，同时FAM3C高表达与较差的预后相关。

44名患者的scRNA-Seq结果显示，肿瘤转移灶FAM3C表达增加。肺肿瘤组织及正常肺组织免疫组化染色并进行观察，结果显示FAM3C主要定位于细胞质，且在肿瘤细胞中表达量高。

根据上述结果，作者推测FAM3C可能在NSCLC肿瘤转移中发挥作用。

FAM3C促进肺癌细胞定植

通过在不同肺癌细胞系中对FAM3C进行敲除及过表达，以及FAM3C敲除细胞与FAM3C蛋白共孵育的拯救实验，作者验证了FAM3C诱导癌细胞迁移与侵袭的能力。

为验证体内FAM3C的作用，小鼠尾静脉注射敲除或过表达FAM3C的肺癌细胞，建立小鼠肺定植模型。一段时间后取肺组织进行观察，结果显示FAM3C过表达使癌细胞侵袭性增强，小鼠的整个肺实质被破坏。

检测不同癌细胞及对应肿瘤组织中FAM3C的表达情况，结果显示来源过表达FAM3C癌细胞的肿瘤组织中，FAM3C的表达明显更高。

由以上结果推知，FAM3C在肺癌转移和发展过程中发挥积极作用。

肿瘤来源EVs介导FAM3C的细胞间转移

收集肺癌细胞EVs并检测FAM3C，结果显示FAM3C在肺癌细胞来源的EVs中富集。为研究EVs与FAM3C促进肺癌细胞侵袭的关系，过表达FAM3C的肺癌细胞（FAM3C-overexpressed H2170）以及A549细胞用于EVs分离，分离的EVs进行表征鉴定。随后，将EVs与亲本细胞孵育，观察是否能被摄取，结果显示H2170细胞与荧光标记的EVsFAM3C孵育后，可观察到荧光信号，证实了其对EVsFAM3C的摄取。此外，可以观察到摄取EVsFAM3C后，细胞表现出更强的侵袭性。

含FAM3C的肿瘤来源EVs促进癌细胞转移

小鼠尾静脉注射PBS、EVsControl、EVsFAM3C，一段时间后注射A549 细胞与PBS、EVsControl或EVsFAM3C的混合物，第七周进行观察。结果显示三组均形成肿瘤结节，其中EVsControl、EVsFAM3C组出现更多的肿瘤细胞簇。在肺肿瘤结节中检出FAM3C，进一步证明了FAM3C是癌细胞侵袭和转移的重要因子。

FAM3C诱导癌症相关信号通路的激活

RNA-Seq结果显示，在过表达FAM3C的细胞（FAM3C_ox A549）中，4210个基因表达上调，4702个基因表达下调。对差异表达基因进行分析，结果显示转录组扰动与肺癌、乳腺癌等相似，差异表达基因集中在与肿瘤细胞运动性和侵袭性相关的通路。

转录组分析及荧光定量PCR验证结果显示，过表达FAM3C的细胞中参与JAK-STAT3信号通路和KRAS信号通路的基因上调，提示FAM3C可能参与信号转导级联反应。磷酸激酶阵列检测结果显示，ERK1/2、MEK1/2、Akt、Src、Stat3磷酸化水平升高，免疫印迹验证了这一变化。

由以上结果，作者推测FAM3C可能通过激活Stat3信号通路发挥作用。

RalA参与FAM3C对下游信号通路的激活

通过检索数据库（gpsprot.org），作者发现FAM3C激活下游信号通路可能需要RalA的参与。

一系列实验结果支持了这种假设：免疫印迹结果显示过表达FAM3C的细胞系中磷酸化RalA水平升高而沉默FAM3C降低了RalA的磷酸化水平；免疫共沉淀实验证实了FAM3C和RalA之间存在蛋白-蛋白相互作用；原位邻位连接技术进一步表明FAM3C与RalA在肺癌细胞中共定位。

后续实验中，作者构建沉默RalA的A549细胞系，并证实RalA表达量降低抑制了FAM3C的促肿瘤作用，由此推测，RalA抑制剂（BQU57）可能存在抗肿瘤功效。之后的免疫印迹分析表明，BQU57以剂量依赖方式降低了p-RalA和FAM3C的表达，同时抑制了Stat3磷酸化（FAM3C的下游信号分子）。在功能上，BQU57也表现出对肿瘤细胞侵袭性和锚定依赖性生长的抑制作用。

主要结论

本研究中作者通过一系列实验证明，在NSCLC中，肿瘤细胞可通过携带FAM3C的EVs推动肿瘤转移及远端定植，这一机制与LIFR的表达水平无关。对这种新的肿瘤转移机制的研究，将有助于制定更精准的肿瘤治疗策略。

Thuya WL, Kong LR, Syn NL, Ding LW, Cheow ESH, Wong RTX, Wang T, Goh RMW, Song H, Jayasinghe MK, Le MT, Hu JC, Yong WP, Lee SC, Wong AL, Sethi G, Hung HT, Ho PC, Thiery JP, Sze SK, Guo T, Soo RA, Yang H, Lim YC, Wang L, Goh BC. FAM3C in circulating tumor-derived extracellular vesicles promotes non-small cell lung cancer growth in secondary sites. Theranostics. 2023 Jan 1;13(2):621-638. DOI: 10.7150/thno.72297. PMID: 36632230; PMCID: PMC9830426.