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肿瘤的进展不是孤立的，肿瘤微环境为肿瘤细胞的转移性进展提供了大量资源。而存在于肿瘤微环境中的间充质来源细胞发挥着举足轻重的作用。一般来说间充质来源的细胞包括：间充质干细胞，间充质基质细胞和成纤维细胞，被统称为间充质基质细胞，缩写为MSC（mesenchymal stromal cell )。 MSCs是一种多能基质细胞的异质群体，在正常发育中，可以进一步分化为成骨细胞、软骨细胞和脂肪细胞，但是在肿瘤微环境中，MSC却可产生多种病理细胞谱系，包括癌症相关成纤维细胞（CAF）和与损伤或炎症相关的成纤维细胞。 因为基因表达程序具有保守性，那是否可以提出这么一个假设，发育中的MSC的分化与肿瘤微环境中的MSC的分化调控也许会具有一定的相似性？  近日，来自美国约翰霍普金斯大学医学院泌尿外科研究所的Robert M. Hughes & Paula J. Hurley团队，在肿瘤研究领域的资深期刊《Cancer Research》上发表了一篇重磅文章：Asporin Restricts Mesenchymal Stromal Cell Differentiation, Alters the Tumor Microenvironment, and Drives Metastatic Progression。这篇文章让我们对上述假设有了更直观的认识：一个在发育中显著富集在胎儿前列腺间质中的蛋白Asporin（ASPN），也会在肿瘤微环境中类似的表达，并成为改变肿瘤微环境并触发肿瘤转移的重要致癌蛋白！这篇文章的数据做的特别扎实，实验完善翔实，故事线也比较清晰，有很多值得学习的地方。本文为大家步步详细解读！感兴趣的就继续看下去吧！  Asporin（ASPN）是一种富含亮氨酸的蛋白多糖的胞外蛋白家族成员，研究人员首先从胎儿前列腺，良性前列腺，前列腺癌和骨髓分离的原代人MSC中检测ASPN的表达。与人原代良性前列腺上皮细胞（PreC）和人良性前列腺上皮细胞系（RWPE-1）相比，ASPN在所有位点的MSC中都显著高表达。另外与人MSCs相似，与发育中的小鼠前列腺的泌尿生殖窦上皮（UGE）相比，Aspn mRNA和蛋白在泌尿生殖窦间充质（UGM）中也明显高表达。   ASPN在人和小鼠中的MSC中都显著高表达 为了确定ASPN如何在体内调节MSCs的作用，采用了Aspn基因敲除小鼠模型进行验证，采用流式细胞仪对 MSC (标记CD45-、CD105 +、CD29 + 和 Sca-1 +）进行亚型检测和对分离出的胚胎骨髓间充质干细胞在早期 (P2) 和后期 (P7) 通道进行 CFU 能力检测，表明ASPN 对于维持具有自我更新能力的 MSC亚群是必要的, 且一旦 MSC 失去了这种能力, 外源性 ASPN 就无法拯救自我更新。  Aspn敲除小鼠的骨髓和前列腺中的MSC显著减少 Aspn敲除小鼠中骨髓间充质干细胞的缺失表明 ASPN 可以调节 MSC 的分化。与更静息的表型一致，Aspn表达的小鼠胚胎MSC增殖率显著降低，而敲除Aspn的则增殖速率增加。并且微阵列分析也进一步表明，KEGG注释到细胞周期相关基因在Aspn表达的小鼠中显著下调。  细胞周期相关基因在Aspn表达的小鼠中显著下调 为了更清楚地定义ASPN在调节MSC分化中的作用，用来自Aspn +/+ 和Aspn -/- 小鼠早期传代（P3）的MSC，分别在成骨细胞，脂肪细胞和软骨形成的分化诱导培养基中培养，进而分析体外谱系分化。结果表明，通过茜素红，油红O和阿尔新蓝染色测量分化程度，表明Aspn-/-小鼠的MSC分化更多，且表达的分化标志物更高：比如Runx2，Adipoq和Col10a1。  Aspn-/-小鼠的MSC分化更多ASPN如何调节MSC分化尚不完全清楚。过去的研究表明，ASPN可调节许多细胞外信号分子，包括多个TGF-β家族成员，其中BMP-4明显诱导祖细胞向成骨细胞，脂肪细胞和软骨细胞谱系分化，可重点关注。微阵列分析结果中，Aspn + / +小鼠注释的TGF-β家族信号通路基因（包括限制BMP信号传导的基因）显著下调，实验结果也表明Aspn + / +中BMP-4诱导的磷酸化的SMAD1/ 5/9也显著降低。  Aspn + / +中BMP-4诱导的磷酸化的SMAD1/ 5/9显著降低（B） 那么ASPN会不会通过与BMP-4结合，并通过BMP-4来进一步控制分化呢？ 答案被证明是肯定的。通过ASPN的免疫沉淀显示其可与BMP-4结合。而二者的结合，导致BMP-4被抑制，从而限制MSC的信号传导和分化。 ASPN可以与BMP-4直接结合 这里不禁想到癌症的一大特征便是细胞去分化、不正常分化。那么在肿瘤微环境中，ASPN会怎样呢？ 首先发现，在原发灶肿瘤组织中ASPN的表达量是升高的，并且提示着预后更差。另外，为了确定 ASPN 是否也在转移肿瘤微环境中表达, 从约翰霍普金斯医学院前列腺癌转移的快速尸检队列 (n=15 15; 60个转移)中分析了 ASPN 的表达，免疫组织化学 (IHC)的结果显示在淋巴结、骨、肺、肝等软组织等不同转移部位的基质细胞中检测到 ASPN 表达升高 (图4H），H-score也更高。总的来说，ASPN表达模式在肿瘤微环境中的MSCs和反应性基质细胞之间是非常保守的，另外这种高表达的ASPN可以促进癌细胞的迁移。 发灶肿瘤组织中ASPN的表达量升高，且提示预后更差
转移部位的基质细胞中检测到 ASPN 表达升高那ASPN 如何调节前列腺基质和促进癌细胞迁移的呢？是直接作用还是间接作用？继续通过微阵列分析差异表达基因，发现与缺乏ASPN的细胞相比，钙信号传导、Hedgehog信号传导、趋化因子信号传导、WNT信号传导在过表达ASPN+/+ 小鼠中显著升高图6B，C）。为了确定ASPN介导的迁移是否依赖于钙，用细胞外钙螯合剂BAPTA存在下检测Aspn - / - MSC的迁移，表明细胞外钙是ASPN促迁移功能所必需的。 钙信号传导在ASPN+/+小鼠中显著提高为了确定ASPN在肿瘤微环境中的作用，研究团队利用由C57BL / 6J Hi-Myc小鼠转移性病变（B6CaP）产生的新型同种异体移植物。B6CaP同种异体移植物由癌症和肿瘤浸润宿主细胞组成，包括反应性基质细胞。正是由于这种间质浸润，B6CaP同种异体移植物高度表达Aspn。进一步分析B6CaP同种异体移植物中MSC介导的癌症干细胞，免疫浸润和血管发育情况。跟我们预想的一样，Aspn + / + 小鼠中的B6CaP肿瘤中的MSC更多，而浸润的免疫细胞（CD8+）更少，而肿瘤中富集了更大的血管。这些发现表明ASPN可多效改变肿瘤微环境。 最后，研究人员又进一步分析ASPN对肿瘤转移的影响。首先在B6CaP同种异体移植物皮下成瘤后（达到1平方厘米）就切除肿瘤，切除后11周，进一步检查了Aspn + / +和Aspn - / - 小鼠的肺转移进展情况。有趣的是，虽然Aspn + / +和Aspn - / - 小鼠的原发肿瘤大小相似，但肺转移的发展却截然不同，Aspn +/+ 小鼠的肺转移情况显著增加。也就是说，肿瘤微环境中的ASPN广泛影响多种细胞类型，并最终影响转移进展（图7K）。
ASPN+/+ 的同种移植物引发肺转移
肿瘤向转移的进展不是癌细胞自主的，而是涉及肿瘤微环境中多种细胞类型的相互作用。这篇文献将Asporin（ASPN）鉴定为调节转移发展的肿瘤微环境中的新型分泌间充质基质细胞（MSC）因子。 ASPN在肿瘤微环境中的表达广泛影响多种细胞类型。 在敲除ASPN的小鼠中，前列腺肿瘤MSC数量显著减少，癌症干细胞减少，肿瘤血管减少，并且浸润性的免疫细胞增加。并且，转移也相应减少。总之，完善的数据将ASPN鉴定为在肿瘤微环境中保守并促进转移进展的新型MSC因子。 作者最后表示：“下一步我们的研究来将确定靶向ASPN，在治疗前列腺癌和其他实体肿瘤中的功效和可行性。” 参考文献
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