肾癌微环境中M2型巨噬细胞活化促进舒尼替尼治疗抵抗的分子机制及逆转策略研究

The antiangiogenic agent sunitinib is a promising drug for patients with metastatic renal cell carcinoma (RCC). Nevertheless, animal and clinical studies showed that antiangiogenic therapy may have limited effectiveness. Although sunitinib can suppress tumor growth, lasting responses are rare, with only moderate improvement in progress-free survival and little benefit in overall survival. Moreover, when sunitinib is used on an intermittent schedule, tumor regrowth is often observed during drug-free periods or upon discontinuation of treatment. It was reported that M2-polarized macrophages drive reparative mechanisms in tumors after treatment with vascular-targeting agents. Our previous study demonstrated that there were M1- and M2-polarized macrophages in the microenvironment of RCC, and their relative densities can predict patient outcome after surgery. Also, after sunitinib treatment tumor cell increased their expression of a range of chemokines and cytokines, such as BMP-6 and IL-8, and the density of M2-polarized macrophages was increased as well. Thus, we hypothesize that sunitinb treatment results in the up-regulation of BMP-6 and IL-8 in tumor microenvironment, which in turn leads to M2-polarized macrophage activation and finally sunitinib resistance. In this study, we aim to validate our hypothesis, interpret molecular mechanisms of sunitinib resistance, and seek to reverse acquired resistance to sunitinib through targeting M2-polarized macrophage activation.

抗血管生成的的分子靶向药物舒尼替尼已经广泛用于晚期肾癌的治疗，但是多数患者会在用药后数月出现治疗抵抗而导致疾病进展。因此，阐明舒尼替尼耐药的分子机制对逆转治疗抵抗和延长患者的生存至关重要。我们的前期研究表明肾癌微环境中同时存在M1和M2两种极化状态的巨噬细胞，M1和M2之间的相对数量可以提示患者的预后。我们还发现舒尼替尼治疗后肾癌细胞会上调BMP-6、IL-8等多种细胞因子的表达，同时肿瘤微环境中M2型巨噬细胞的数量显著增多。因此，本项目拟围绕BMP-6、IL-8等细胞因子所介导的M2型巨噬细胞极化而展开，通过阻断巨噬细胞的M2型极化来逆转治疗抵抗，从而阐明肾癌舒尼替尼耐药的分子调控机制并建立治疗干预模型，为逆转分子靶向药物治疗抵抗的药物开发和临床研究奠定基础。

在本项目资助下，项目负责人在肿瘤微环境领域，围绕肾癌的分子分型与靶向治疗开展研究工作并取得了一系列研究成果，以第一和通讯作者在Eur J Cancer、Oncoimmunology、Cell Death Dis、J Urol、Urol Oncol等肿瘤学知名刊物发表SCI论文20篇，累计影响因子82分。我们发现p21活化激酶1（PAK1）介导的NF-κB/IL-6信号异常活化决定着肾癌细胞的肿瘤干细胞样表型并参与其对舒尼替尼治疗抵抗的过程，该研究揭示了肾癌进展和分子靶向药物耐药的新机制，为转移性肾癌患者的个体化治疗提供了新的干预靶点（Cell Death Dis. 2015）。我们还发现肾癌组织内血管生成拟态的形成可能增加肿瘤的恶性程度以及肿瘤复发和转移的风险，这一发现有助于我们对肾癌患者的预后进行更加精准的分层，从而制定个体化的治疗和随访策略（J Urol. 2016）。肿瘤相关巨噬细胞（TAM）是肿瘤微环境中含量最为丰富的免疫细胞，通过促进血管新生、抑制免疫反应、调控侵袭和转移等机制促进肿瘤的进展。CSF-1通过其受体CSF-1R参与维持巨噬细胞的存活和功能分化。我们发现肾透明细胞癌组织中CSF-1的表达水平与患者的预后密切相关，高表达CSF-1的患者术后肿瘤转移的风险显著增高、生存期明显缩短（BMC Cancer. 2015）。血液循环中的单核细胞可以受CCL2/CCR2信号轴的调控大量进入肿瘤组织，并进一步分化为TAM。我们研究发现肾癌组织中CCL2的表达水平与患者术后的无复发生存期及总生存期密切相关，将CCL2的表达水平与UISS、SSIGN、Leibovich等预后评估系统相整合可以大幅提高预测的准确性（Urol Oncol. 2016）。活化的TAM可以合成和释放CXCL8，CXCL8与其受体CXCR2结合后可以发挥强烈的促肿瘤血管新生的作用。我们发现肾癌细胞往往上调CXCR2的表达，并且CXCR2的表达水平与患者术后的无复发生存期及总生存期密切相关，多因素Cox回归分析证实CXCR2表达水平是影响患者预后的独立因素（Eur J Cancer. 2015）。我们还发现肿瘤浸润中性粒细胞通过抑制杀伤性CD8+T细胞的增殖而发免疫抑制的功能，在肌层浸润性膀胱癌分子分型和化疗反应性预测中的具有重要临床意义（Oncoimmunology. 2017）。