补体C3a/C3aR信号和M-CSF协同调控髓源性抑制细胞促进宫颈癌免疫逃逸的作用及机制研究

The immune system of patients with cervical cancer in a state of tolerance is an important cause of cancer cells evading immune attack. Myeloid derived suppressor cells (MDSC) with powerful immunosuppression function in human tumors is widely studied in recent years, the regulatory mechanism is still not very clear. In our previous study, we found that MDSC increased in patients with cervical cancer, cancer cells can highly express the complement molecule C3, and expression of the activation product C3a in peripheral blood and tumor location of patients with cervical cancer also increase. M-CSF, an inflammatory factors secreted by tumor cells can promote the C3a receptor C3aR expression in MDSC; Further study in C3aR gene knockout mouse model of cervical cancer found tumor growth restriction and significantly reduced MDSC infiltration of local tumor site. Therefore, we propose that cervical cancer cells may promote MDSC immune suppression function by C3a/C3aR signal cooperated with M-CSF, which occurred in immune escape. This project aims to use gene knockout and humanized NSG murine cervical carcinoma model as key technologies, to test this new idea in vivo and in vitro, and clarify mechanism of C3a/C3aR signaling plus M-CSF in MDSC regulation in cervical cancer, make the foundation for looking for new effective target of cervical cancer therapy.

宫颈癌患者的免疫系统处于耐受状态是癌细胞逃避免疫攻击的重要原因，髓源性抑制细胞（MDSC）是近年广泛研究的具有强大免疫抑制功能的细胞群，其在人类肿瘤中的调控机制仍不甚明了。在前期研究中，我们发现宫颈癌患者体内MDSC增多，癌细胞可高表达补体分子C3，并且其活化产物C3a在宫颈癌患者外周血及肿瘤局部表达增加，而肿瘤细胞分泌的炎症因子M-CSF可促进MDSC表达C3a受体C3aR；进一步研究发现，在C3aR基因敲除的小鼠宫颈癌模型中，肿瘤生长受限，肿瘤局部MDSC浸润明显减少。因此，我们推测宫颈癌细胞可能通过C3a/C3aR信号和M-CSF协同促进MDSC免疫抑制功能，从而发生免疫逃逸。本项目拟采用基因敲除和人源化NSG小鼠宫颈癌模型等关键技术手段，从体内体外两方面验证这一新的设想，阐明C3a/C3aR信号和M-CSF在调控宫颈癌MDSC中的作用和机制，为寻找新的宫颈癌治疗的有效靶点奠定基础。

通过四年来的不懈努力，基本上完成了该课题既定的目标。首先，我们检测发现宫颈癌患者体内MDSC增多，免疫抑制功能处于活化状态，同时宫颈癌组织中M-CSF、C3、C3a表达增加，而MDSC表达CSF-1R、C3aR也明显增加，提示了C3a/C3aR信号及M-CSF可能协同促进MDSC免疫抑制功能，促进宫颈癌细胞免疫逃逸。接着，通过体外实验验证了C3a/C3aR信号能够促进宫颈癌MDSC的免疫抑制功能，表达更多的免疫抑制因子，抑制T细胞增殖，诱导调节性T细胞参与免疫耐受微环境，而M-CSF可以促进这种免疫抑制效应，并且C3a/C3aR信号在细胞内是活化了NF-kB信号途径。在体外阻断C3a/C3aR信号能够抑制MDSC的免疫抑制功能，促进抗肿瘤免疫应答，最后，我们利用免疫重建的Hu-NSG小鼠构建肿瘤模型，体内实验验证C3a/C3aR信号阻断后，能够抑制MDSC的免疫抑制功能，正向调节肿瘤微环境中的免疫应答，促进微环境中IL-2、IFN-y等Th1类细胞因子的分泌，降低IL-10、TGF-b等免疫抑制因子的表达，促进抗肿瘤免疫应答，最终有效地抑制了肿瘤生长。从成果输出看：在本项目资助下，我们已经成功的在国外SCI收录期刊上发表标注资助相关论文7篇，另一篇SCI论文也已经投稿并修回。从培养计划看：在该项目执行期间，总共培养了2名研究生，一名博士研究生即将顺利毕业，另外1名研究生也将进入博士阶段的学习，正在做下一步更深入的研究。从实际意义来看，本研究在人源化的免疫重建小鼠模型中证实了人免疫系统中的治疗效应，使得该研究成果作为一种辅助的抗肿瘤免疫治疗手段具有广阔的临床应用前景。