肿瘤相关性中性粒细胞通过上调肝癌细胞miR-301b-3p促进肝癌侵袭转移的机制研究

Tumor-associated neutrophils (TANs) play a crucial role in carcinogenesis and cancer progression. We have revealed that TANs from Hepatocellular carcinoma (HCC) microenvironment have capability to promote HCC growth and metastasis. Through microRNA-seq and cell functional analysis, we screened and validated that miR-301b-3p played a crucial role on TANs-enhanced the proliferative, migratory and invasive ability of HCC cells. In this study, we firstly plan to identify the crucial role of miR-301b-3p on TANs-promoted HCC invasion and metastasis in xenograft nude mouse models. Then, through bioinformatics prediction and gene chips analysis, we will screen and identify the target gene(s) of this microRNA; and demonstrate the roles of this/these gene(s) on miR-301b-3p mediating TANs-promoted HCC progression by in vitro and in vivo study. Finally, using tissue microarrays (TMAs) of HCC samples, we will determine the relationship between TANs, miR-301b-3p and the target gene(s), and evaluate their prognostic significance. Through the above research, we will determine the effect and mechanism of TANs in inducing miR-301b-3p to promote the invasion and metastasis of HCC, and provide experimental evidence for exploring the new intervention targets on the metastasis and recurrence of HCC.

最近研究表明肿瘤微环境中浸润的中性粒细胞在肿瘤发生发展过程中起到至关重要的作用。前期工作中，我们发现肿瘤相关性中性粒细胞(TANs)可以促进肝癌的生长和转移；通过microRNA测序及细胞功能试验筛选并证实miR-301b-3p是参与TANs促进肝癌细胞增殖，迁移，和侵袭的关键microRNA。本课题拟首先通过裸鼠成瘤试验，明确miR-301b-3p在TANs促进肝癌侵袭和转移过程中的重要作用；然后通过生物信息学预测及基因芯片筛选并验证该microRNA的靶基因，进而通过体内外实验明确靶基因在miR-301b-3p介导的TANs促进肝癌进展过程中的作用；最后在肝癌组织样本中观察TANs、miR-301b-3p和靶基因的表达及和肝癌患者预后的相关性。通过以上研究，明确肝癌微环境中TANs通过上调肿瘤细胞miR-301b-3p，促进肝癌侵袭转移的作用机制，为探讨肝癌治疗中新的干预靶点提供依据。

侵袭和转移过程是恶性肿瘤的基本生物学特征，也是肿瘤患者死亡的主要原因。肿瘤的侵袭和转移是肿瘤细胞、宿主和肿瘤微环境之间一系列复杂、多步骤、多因素相互作用的序贯连续过程。肿瘤微环境是由多种间质细胞和癌细胞组成，中性粒细胞作为肿瘤微环境中一个重要炎症细胞，参与调控肿瘤的侵袭转移。我们课题组前期报道肝癌细胞通过分泌趋化因子CXCL5介导中性粒细胞浸润，促进肝癌转移复发；并相继报道肝癌中肿瘤相关性中性粒细胞（TANs）高丰度分泌细胞因子CCL2 和 CCL17，招募巨噬细胞（TAMs）和介导调节性T细胞（Treg）浸润，三者相互作用共同促进肿瘤生长、血管生成以及侵袭转移。研究结果已先后发表于国际肝脏病杂志Hepatology (IF=14.1)和国际消化病杂志Gastroenterology（IF=20.8）。然而TANs和肝癌细胞的直接作用仍未明确。申请人在本项目的资助下，探讨了肝癌微环境中TANs和肝癌细胞的相互作用。发现TANs体外可以增强肝癌细胞的增殖，克隆形成，迁移，侵袭，成球能力，抑制肝癌细胞的凋亡，体内促进肝癌形成，生长及转移。另外，TANs可以上调众多干细胞相关基因的表达。机制实验分析表明TANs通过分泌BMP2和TGFβ2，激活肝癌细胞的miR-301b-3p/LSAMP/CYLD通路，增强肝癌细胞的“干性”；同时，这些干细胞样肝癌细胞通过激活的CYLD/NF-κB信号通路高分泌趋化因子CXCL5，招募中性粒细胞癌内浸润，从而构成TANs-干细胞样肝癌细胞环路，促进肝癌侵袭和转移。该研究成果创造性地绘制出肝癌微环境中肿瘤细胞与TANs的双向调控网络，首次揭示了由miRNA介导的肝癌细胞和TANs的“交叉对话”通过影响肝癌细胞的“干性”，调节肝癌侵袭转移。可作为新的干预靶点降低肝癌术后转移和复发率，为进一步提高肝癌疗效提供了新的思路。