上皮间质转化—-CCL5促进乳腺肿瘤进展的可能的新机制

CCL5 is a chemokine produced by human cells in response to stress. It is overexpressed in a variety of tumors (especially in breast cancer), and it is highly related to tumor progress. CCL5 play an essential role in tumor cells' invasion and migration. However, the mechanism on how CCL5 promotes tumor progress is not very clear. EMT is an important biological progress for epithelial cancer cells to get the abilities of invasion and migration, but there is no report on the relationship between CCL5 and EMT. Our preliminary data found breast cancer EMT is inhibited in CCL5-/- mice compared to control mice, indicating that EMT maybe involves into CCL5-mediated breast cancer progress. In this project, we will utilize mouse 4T1 breast cancer model in Balb/C mice to explore the effect of CCL5 on EMT in progress of breast cancer metastasis. At the same time, we will use CCL5 protein-stimulated human breast cancer cell MDA-MB-231 to figure our the essential role of EMT in CCL5 promoting breast cancer cell invasion and migration and the molecular mechnism on how CCL5 regulates TGF-b dependent EMT. This project will find out the new mechanism on how CCL5 accelerates breast cancer progress and point our the new therapeutic target for treatment of breast cancer.

CCL5是应急过程中细胞分泌的趋化因子，在肿瘤（尤其是乳腺肿瘤）中高表达，与肿瘤的恶性进展密切相关，是肿瘤细胞发生侵袭和转移的主要原因。然而其促进肿瘤进展的机制仍不明确。EMT是上皮细胞肿瘤获得迁移和侵袭能力的重要生物学过程。但目前关于EMT介导CCL5促进乳腺肿瘤转移的机制却未见报道。我们前期研究发现CCL5缺失小鼠乳腺癌组织中EMT显著低于对照组，提示EMT可能参与CCL5介导的乳腺肿瘤的侵袭和转移。本课题拟采用4T1小鼠乳腺癌模型，探讨在乳腺肿瘤进展中CCL5对EMT的影响；并以CCL5蛋白诱导的人乳腺癌细胞MDA-MB-231为模型，体外探讨EMT在CCL5诱导的乳腺癌细胞侵袭过程中的必要性及CCL5调节TGF-β依赖的EMT的可能分子机制。本项目将为阐明CCL5促进乳腺肿瘤进展提供新的分子机制并为乳腺肿瘤的治疗提供新的靶标。

CCL5是CC趋化因子家族的重要成员分子之一，又被称为RANTES。CCL5首先在活化的T细胞中发现，后续的研究证明CCL5在多种细胞中都有表达，在自身免疫疾病和肿瘤等疾病中发挥重要作用。乳腺癌是女性最常见的癌症，虽然近年来乳腺癌的诊断和治疗取得了很大进步，但仍有许多患者最终因肿瘤远处转移病情进展而丧失生命。CCL5表达与乳腺癌的转移和预后也密切相关，研究证实伴有腋窝淋巴结转移的乳腺癌患者CCL5含量明显高于未转移的患者，此外回顾型研究发现CCL5的表达量与患者的预后性呈负相关。因此本课题的主要研究CCL5在乳腺肿瘤远处转移的作用及其机制研究。首先，我们选用自发乳腺癌模型MMTV-PyMT转基因小鼠，此动物模型模拟临床上管腔型（Luminal）乳腺癌，这一类型的乳腺癌占全部乳腺癌的70%，从而我们的研究成果使更多人受益。然后，我们将CCL5敲除小鼠与MMTV-PyMT杂交，得到CCL5-/- PyMT小鼠。相比于正常的CCL5+/+ PyMT小鼠，CCL5敲除后肿瘤发生时间明显延后，特别是肺部的远处转移明显减少，结果证实CCL5敲除显著降低lumianl型乳腺肿瘤的肺转移。由于体外实验中CCL5对肿瘤细胞没有直接作用，且CCL5与机体的免疫系统关系密切，所以我们选择从肿瘤免疫的角度寻找作用机制。通过流式细胞检测肿瘤部位及全身各淋巴器官中肿瘤相关免疫细胞亚群及其相关的细胞因子的含量，发现在CCL5-/- PyMT中Th2 CD4+ T细胞数量有明显的减少，RT-PCR和ELISA检测也得到了相似的结果。为了进一步证实Th2型细胞在介导CCL5促进乳腺癌肺转移中的必要性，我们通过CD4中和抗体阻断CD4+ T细胞的功能，两组小鼠之间肺转移的差异消失，确定了CD4+ T细胞极化的改变在CCL5促肿瘤转移中的重要性。最后，我们探讨了CCL5诱导的Th2型细胞如何增强乳腺癌细胞的侵袭。我们建立了乳腺肿瘤上皮细胞的体外3-D类器官培养体系，实验结果表明在肿瘤相关巨噬细胞（TAM）共同存在下，来源于CCL5+/+ PyMT 的CD4+ T细胞显著提高乳腺肿瘤上皮细胞的EMT，增强其侵袭能力。综上所述，本课题探讨了CCL5调控Luminal型乳腺癌发生和肺转移的分子机制，提示CCL5可能作为新的分子靶标应用于Luminal型乳腺癌的临床诊断和治疗。