HDAC抑制剂SAHA通过内皮祖细胞HDAC7信号通路调控肺癌血管新生的机制研究

Diversification of blood supply is the cause of poor efficacy of anti-angiogenesis therapy in lung cancer. HADC7, a member of histone deacetylases family, could regulate the angiogenesis capability of endothelial cells. HDAC inhibitor，SAHA could involve into lung cancer angiogenesis，but the mechanism is not very clear. Our prophase study confirmed that HDAC7 knockdown could the angiogenesis capability of EPCs. VEGFcould mediate HDAC7 phosphorylation by activating PKD1 protein phosphorylation, make HDAC7 protein nuclear export in a time-dependent manner, which promoted migration and tube formation of EPCs. Further studies have found that SAHA could inhibit lung cancer cell proliferation by regulating HIF-1α and VEGF. So we hypothesized that VEGF in lung cancer microenvironment promotes EPCs to recurit to tumor tissue and participate in the angiogenesis of lung cancer by activating HDAC7 protein phosphorylation and this process may be inhibited by SAHA. This project will help us to develop a new model of blood supply and related molecular mechanism of lung cancer, figure out whether the PKD1 / HDAC7 pathway of EPCs involving in lung cancer angiogenesis, provide theoretical basis and target for further explore the lung cancer angiogenesis therapy.

肺癌血供模式的多样化是肺癌抗血管形成治疗疗效不佳的原因。研究证实组蛋白去乙酰化酶家族中的HADC7信号分子可以调控内皮细胞血管形成能力。HDAC抑制剂SAHA可能参与调控肺癌血管形成，但具体机制不明。本项目的前期实验证实HDAC7缺失可以削弱内皮祖细胞的血管形成能力，VEGF可以通过激活PKD1蛋白的磷酸化介导HDAC7磷酸化，使其发生胞浆转位运动，进而促进内皮祖细胞的迁移及成管能力。进一步研究发现，SAHA通过对肺癌细胞VEGF，HIF-1α的调控参与抑制肺癌细胞增殖。因此我们提出假设：肺癌微环境中VEGF通过激活内皮祖细胞中HDAC7蛋白的磷酸化参与肺癌血管新生，此过程可能被HDAC抑制剂SAHA所抑制。本项目的开展有利于拓展肺癌血供的新模式及相关分子机制，明确PKD1/HDAC7是否为内皮祖细胞参与肺癌血管新生的分子通路，为进一步探索抗肺癌血管新生治疗药物及靶点提供理论依据。

为了向肿瘤组织提供生长所需要的营养和氧气，内皮祖细胞(EPCs)被招募至肿瘤部位参与肿瘤新生血管的形成。在非小细胞肺癌(NSCLC)中，EPCs如何介导血管新生的机制目前仍知之甚少，组蛋白去乙酰化酶HDAC7被认为是一个关键的调节分子。为进一步探讨HDAC7在EPCs参与的肿瘤血管新生中的作用，本课题组通过研究HDAC7介导的细胞骨架排布功能和对成管细胞因子的调节功能，揭示了EPCs在NSCLC血管新生中发挥的结构性和非结构性作用。研究结果显示，在体外水平，HDAC7敲低可同时激活ROCK/MLC通路和抑制ERK信号，导致EPCs细胞骨架过度重排，细胞收缩力增加，进而抑制EPCs参与形成密闭有效的血管腔结构。在体内水平， HDAC7敲低不仅削弱了肿瘤对EPCs的募集作用，从而破坏了肿瘤内新生血管腔完整性，降低肿瘤的有效灌注量，最终抑制了肿瘤增殖生长。另一方面，HDAC7敲低可上调EPCs转录抗成管相关基因，并下调促成管生长因子表达，二者协同重塑肿瘤血管生成的微环境，阻遏了肿瘤血管新生。综上，EPCs通过提供有效嵌入血管内皮的结构支持和维持肿瘤促成管微环境的非结构支持，参与NSCLC的血管新生；敲除HDAC7分子可抑制EPCs介导的血管新生功能。本研究揭示了HDAC7维持EPCs的结构性和非结构性功能的分子机制，为基于EPCs的肺癌血管新生、探索抗血管治疗靶点提供了机制基础。