肝癌细胞外泌体运载miR34-5p调控NFƙB信号通路促进脂肪细胞炎性转化的机制研究

Obesity is closely related to the incidence and mortality of hepatocellular carcinoma (HCC). Thus understanding how HCC cells educate adipocytes to form a suitable microenvironment is very important, especially during obesity. We are the first in the world to report that Obesity is closely related to the incidence and mortality of hepatocellular carcinoma (HCC). Thus understanding how HCC cells educate adipocytes to form a suitable microenvironment is very important, especially during obesity. We are the first in the world to report that HCC cell-derived exosomes can be taken up by adipocytes and promote the secretion of more inflammatory factors by adipocytes, thus generating a new type of tumor-promoting adipocytes (results were published in journal of hematology & oncology), but the mechanism is still unclear. We then analyzed microRNA profiles of exosomes and the NFƙB signaling pathway and found that miR34-5p in hepatoma cell exosomes is closely related to the inflammatory conversion of adipocytes (our preliminary findings). This project is to further explore (1) the regulatory mechanisms of HCC exosomes uptake by adipocytes. (2) The mechanisms by which exosomal miR34-5p activates NFƙB signaling through target molecules to promote inflammatory conversion of adipocytes. (3) To verify the effect of ascites exosome on adipocytes and the expression of miR34-5p in HCC patients.

肥胖与肝癌的发生发展密切相关｡脂肪细胞除作为机体长期能量储备外,还是重要的内分泌细胞｡因此,揭示肝癌细胞如何教化脂肪细胞,从而形成适宜自己的生存环境对于理解肝癌发病机制,特别是肥胖作为高危因素的原因具有重要意义｡我们在国际上首个报道了肝癌细胞来源外泌体能够被脂肪细胞摄入,并促进脂肪细胞分泌更多的炎性因子,从而形成一种新型的促肿瘤生长的脂肪细胞(已发表文章),但机制尚不清楚｡对肝癌细胞外泌体miRNA测序和介导炎症反应的主要信号通路NFƙB进行分析,我们发现肝癌细胞外泌体中miR34-5p与脂肪细胞炎性转化密切相关(现有的初步研究结果)｡本项目拟进一步探讨(1)肝癌细胞外泌体被脂肪细胞动态摄取的调控机制(2)肝癌细胞外泌体miR34-5p通过靶分子激活NFƙB信号进而促进脂肪细胞炎性转化的机制(3)验证肝癌病人腹水外泌体对脂肪细胞的作用及miR34-5p表达｡

我们使用不同肿瘤外泌体刺激脂肪细胞后发现它们均能促使脂肪细胞呈现炎症表型。通过免疫荧光的结果我们验证了脂肪细胞能够主动吞噬HepG2、ASPC以及PANC细胞来源的外泌体。Q-PCR检测结果表明刺激后的脂肪细胞炎症相关基因IL-6、IL-8和MCP1表达上调，且上调的倍数达到数十倍甚至百倍。在HepG2外泌体处理组中，我们还发现炎症相关基因TNF-α与IL-1β表达量也升高。并且IL-6、IL-8以及MCP1的高表达呈现剂量依赖性。在ASPC和PANC外泌体处理组中，我们发现脂肪细胞特异性因子Adiponectin、LPL表达下调，提示我们脂肪细胞的代谢情况也可能发生改变。这些结果表明肿瘤外泌体在对脂肪细胞的促炎转化上具有一定的共性，但不同外泌体处理组之间也存在差异。鉴于炎性转化与肿瘤生长的密切关系，在接下来的结果中我们发现HepG2外泌体激发的促炎型脂肪细胞上清能够促进肝癌细胞迁移以及内皮细胞成管。体内实验结果表明这种促炎型脂肪细胞能促进肿瘤增殖，促进肿瘤血管生成，使肿瘤招募更多的巨噬细胞。在进一步的机制研究中我们通过GO分析发现外泌体中含有多种与免疫应答、蛋白结合、炎性反应相关的蛋白。并且，在促炎型脂肪细胞中多种激酶磷酸化水平上升。后续我们又通过p65的入核确定了NF-κB信号通路的激活，且NF-κB信号通路的抑制剂PDTC能够抑制外泌体对脂肪细胞炎症基因的上调。这表明HepG2外泌体对脂肪细胞的炎性转化作用主要在于对脂肪细胞中NF-κB信号通路的激活。我们发现胰腺癌细胞外泌体对脂肪细胞脂质代谢有不容忽视的影响。高通量结果显示与对照组相比，经PANC和ASPC外泌体处理后的脂肪细胞脂质代谢组发生明显改变，甘油三酯类物质显著下降。我们在进一步验证过程中发现外泌体处理后脂肪细胞内的脂滴变小，上清中游离甘油释放增多。并且，使用IL-6中和抗体处理能够抑制外泌体引起的脂降解，表明增加的脂降解部分依赖于外泌体诱导脂肪细胞产生的炎性因子IL-6。本研究拓宽了人们对肿瘤微环境中脂肪细胞的认识，为非酒精性脂肪肝、肿瘤引起的恶病质等疾病的发病机理提供了新的见解。