肺癌是世界范围内常见的疾病，其中非小细胞肺癌（NSCLCs）约占病例的85%。吸烟是一种加速非小细胞肺癌进展的环境影响因素，但尚不清楚其作用机制。
2023年5月28日，南京医科大学刘起展及吴昊共同通讯在Advanced Science 在线发表题为“Smoking-Induced M2-TAMs, via circEML4 in EVs, Promote the Progression of NSCLC through ALKBH5-Regulated m6A Modification of SOCS2 in NSCLC Cells”的研究论文，该研究报告了吸烟诱导的M2型肿瘤相关巨噬细胞（M2-TAMs）在非小细胞肺癌组织周围的积聚加速了恶性肿瘤的发展。具体而言，香烟烟雾提取物（CSE）诱导的M2巨噬细胞细胞外囊泡（EVs）在体外和体内促进了NSCLC细胞的恶性转化。CSE诱导的M2巨噬细胞EVs中的circEML4被运输到NSCLC细胞，与人AlkB同源物H5 （ALKBH5）相互作用减少ALKBH5在细胞核中的分布，导致N6-甲基腺苷（m6A）修饰增加。
m6A-seq和RNA-seq揭示了ALKBH5调节SOCS2的m6A修饰，继而导致细胞因子信号转导抑制因子2 （SOCS2）介导的Janus激酶信号转导和转录激活因子（JAK-STAT）途径的激活。CSE诱导的M2巨噬细胞EVs中circEML4下调，逆转了NSCLC细胞因EVs增强的致瘤性和转移性。此外，该研究发现吸烟患者的circEML4阳性M2-TAMs增加。结果表明，吸烟诱导的M2-TAMs通过EVs中的circEML4——ALKBH5调节的m6A修饰SOCS2，加速非小细胞肺癌的进展。该研究还表明肿瘤转移瘤EVs中的circEML4可作为非小细胞肺癌的诊断生物标志物，尤其是对于有吸烟史的患者来说。
肺癌（NSCLCs）是全球非常普遍的癌症，占所有癌症的11.6%，与肺癌有关的死亡占癌症总死亡率的22%。在全球范围内，男性和女性肺癌的五年相对生存率低于21%。肺癌主要是一种与吸烟有关的疾病，吸烟者的发病率为10-20%，而从不吸烟者的发病率仅为1-2%。非小细胞肺癌（NSCLCs）患者约占病例85%，正如研究报道，吸烟者患NSCLC的风险高于从不吸烟者。相对于不吸烟者，持续吸烟者的NSCLC死亡率风险高2.94倍。此外，吸烟期大于40年的NSCLC患者的无病生存期（DFS）和总生存期（OS）均短于吸烟期小于40年的患者。流行病学分析表明，吸烟是NSCLC发展的危险因素。然而，尚不清楚吸烟加速NSCLC进展的生物学机制。
肿瘤相关巨噬细胞（TAM）是浸润肿瘤组织的巨噬细胞。在肿瘤组织中是基质细胞，但在肿瘤微环境中是最丰富的免疫群体，约占造血细胞的50%。大多数人类肿瘤组织表现出TAM的高浸润性，表明其参与肿瘤的发展。巨噬细胞分为M1型和M2型。M1巨噬细胞是抗肿瘤免疫的组成部分，M2巨噬细胞参与促进肿瘤发展。TAM主要具有M2巨噬细胞的特征。在原发性和转移性部位，M2-TAM通过其对基底膜的破坏和沉积、血管生成、白细胞募集和整体免疫抑制作用来驱动肿瘤进展。TAM还具有生物学效应，是癌症诊断和治疗的潜在靶标。尽管已经探索了TAM在癌症中的作用，但需要进一步阐明环境因素，如香烟烟雾（CS）暴露如何通过TAM影响NSCLC进展。
图1 吸烟与NSCLC的进展和NSCLC组织中M2-TAM的积累有关（摘自Advanced Science ）
由细胞外囊泡（EV）介导的细胞间通讯已在肿瘤中得到广泛研究。EVs携带非编码RNA（ncRNA），调节肿瘤的转移、增殖和耐药性。EVs来源于各种细胞（包括免疫细胞和癌细胞），存在于外周血和尿液等体液中。细胞增殖和侵袭是恶性肿瘤进展的特征。TAMs通过EVs中的miR-95与前列腺癌细胞的JunB之间的相互作用诱导肿瘤增殖和侵袭。此外，尼古丁是CS的一种成分，可抑制先天免疫功能并促进肺癌的脑转移。因此，研究TAM中EVs的ncRNA可以帮助诊断和治疗因吸烟导致的NSCLC恶化。
N6-甲基腺苷（m6A）修饰的RNA，涉及腺苷N6位的甲基化，调节转录水平并在肿瘤分子机制中发挥作用。人AlkB同源物H5（ALKBH5）是一种m6A修饰的去甲基化酶（eraser），通过调节mRNA的m6A修饰水平，在肺癌、胃癌、卵巢癌和结直肠癌等多种肿瘤中发挥调节作用。由于m6A甲基化和去甲基化主要发生在细胞核中，研究甲基转移酶的核胞质分布对于探索m6A修饰在肿瘤发生中的作用机制至关重要。此外，m6A修饰参与调节免疫微环境中免疫细胞的促肿瘤和抗肿瘤功能，降低整体m6A水平会影响巨噬细胞重编程并促进癌症的生长和转移。然而，尚不清楚吸烟引起的NSCLC中m6A的变化水平。
图2 NSCLC中吸烟与M2-TAM、血浆EV和NSCLC组织中SOCS4 / JAK-STAT信号轴的激活以及circEML2的增加有关（摘自Advanced Science ）
Janus激酶/信号转导子和转录激活子（JAK/STAT）通路的激活是肝癌、血液恶性肿瘤、乳腺癌和头颈癌侵袭和迁移的调节因子。细胞因子信号传导（SOCS）蛋白家族的抑制因子被认为对多种疾病的JAK/STAT信号传导进行负调节。然而，尚不清楚SOCS蛋白家族在调节吸烟诱导的NSCLC进展中对JAK-STAT途径作用。
该研究报道了吸烟诱导的M2-TAMs分泌EVs促进NSCLC恶性进展的机制。具体来说，用香烟烟雾提取物（CSE）处理巨噬细胞导致M2极化和circEML4表达升高。由CSE诱导的M2巨噬细胞释放的EVs含有circEML4并随后转移到NSCLC细胞中，EVs中的circEML4通过与ALKBH5相互作用，增加了ALKBH5在细胞质中的分布。在NSCLC细胞中，细胞核中ALKBH6的分布减少导致SOCS2的m6A修饰增加和SOCS2表达减少，刺激JAK-STAT途径并加速NSCLC的进展。结果表明，暴露于CS会增加M2-TAMs分泌的EV中circEML6的表达， ALKBH5介导SOCS2的m6A修饰加速NSCLC的进展，并刺激JAK/STAT信号轴。
（来源：iNature）
原文出处：Cheng C, Wang P, Yang Y, Du X, Xia H, Liu J, Lu L, Wu H, Liu Q. Smoking-Induced M2-TAMs, via circEML4 in EVs, Promote the Progression of NSCLC through ALKBH5-Regulated m6A Modification of SOCS2 in NSCLC Cells. Adv Sci (Weinh). 2023 May 28:e2300953. doi: 10.1002/advs.202300953. Epub ahead of print. PMID: 37246269.