中国被毛孢菌粉通过Notch信号调控乳腺癌肿瘤微环境T细胞亚群的分子机制研究

Proportion of cytotoxic T cells in tumor microenvironment directly determines tumor fate. Tumor microenvironment interfering with the principle of reinforcing the vital energy and consolidating the constitution has an important position among anti-tumor with Chinese medicine. Our preliminary experimental data showed that Hiresutella sinensis mycelium (HSM) not only inhibited tumor growth, but also promoted T cell activation and induced T cell Notch receptor mRNA expression. So we hypothesized that HSM inhibits tumor growth by regulating the breast tumor microenvironment T cell activation through Notch signaling. We will study genetic phenotypes of conditional Notch1-ko PyMT mice and the characteristics of the tumor microenvironment of T cell subgroup using multiple transgenic mouse model, such as Lck Cre Notch1f/f PyMT mice and Lck Cre Notch1f/f OT1 mice; and evaluate the anti-tumor activity and the effects on T cell activation, proliferation and function of HSM. On this basis, to explore Notch signaling involved in the differentiation mechanism of T cell subsets by iTRAQ quantitative proteomics technology and the transcriptome expression profile chip technology, and clarify the molecular mechanism of anti-tumor immunity activation of HSM. We will establish a more complete tumor immunity technology research platform for the further development of traditional Chinese medicine for cancer immunotherapy drugs in the future.

肿瘤微环境效应T细胞比例直接决定肿瘤命运。扶正固本干预肿瘤免疫微环境在中医抗肿瘤中具有重要地位。预实验数据显示虫草菌粉（中国被毛孢，HSM）不仅能抑制乳腺癌，还能促进T细胞激活及其Notch 受体mRNA表达。据此提出假设:HSM通过Notch信号调控乳腺癌微环境T细胞亚群的抗肿瘤模式。我们将依托Lck Cre Notch1f/f PyMT、Lck Cre Notch1f/f OT1 等多种转基因小鼠模型,深入研究条件性Notch1敲除PyMT小鼠遗传表型和肿瘤微环境T细胞亚群特点;系统评价HSM抗肿瘤作用及对T细胞激活,增殖和功能影响。在此基础上进一步通过iTRAQ定量蛋白组及全转录组表达谱芯片技术,阐明Notch信号在肿瘤微环境中T细胞亚群分化机制,明确HSM抗肿瘤免疫分子机制。通过该研究我们将建立一套较完备的肿瘤免疫研究体系,为今后开发中药肿瘤免疫治疗药物奠定基础。

T细胞是机体杀伤肿瘤细胞的最主要武器，肿瘤微环境T细胞能否有效识别肿瘤抗原是导致肿瘤最终被摧毁还是发生逃逸的关键环节。因此，深入研究肿瘤微环境中T细胞激活和功能的调控分子机制将有助于新的抗癌分子靶向药物设计，推动肿瘤免疫治疗发展。本研究通过Cre-LoxP系统构建多种T细胞特异性Notch1缺失的自发性乳腺癌模型或荷瘤小鼠等，深入研究Notch1对肿瘤激发的T细胞激活，增殖，分化和功能的影响。在此基础上进一步探讨HSF如何调控T细胞来发挥抗肿瘤作用。通过研究发现：（1）在肿瘤免疫环境中，Notch1通过调控Eomes促进记忆T细胞形成，当T细胞Notch1缺失时，由于Eomes水平下降，激活的T细胞不能进入记忆细胞状态，最终促进耗竭T细胞产生，从而进一步促进肿瘤进展。这些结果反过来进一步说明记忆细胞的形成在抗肿瘤中具有重要意义，丰富了肿瘤免疫环境下T细胞分化调控机制理论。同时，两者的关系在临床乳腺癌样本中也得到了证实，为今后临床预后判断和治疗具有一定的指导意义。（2）HSF对多种肿瘤均有一定的抗肿瘤作用，并主要通过免疫系统发挥作用，但在术后肺转移模型中具有最佳的治疗效果。究其原因，发现HSF作为正向激活免疫剂在免疫抑制环境去除情况下能发挥更好的抗肿瘤作用。这为HSF在临床实践中指导辅助抗肿瘤作用提供了重要的指导依据。（3）HSF具有促进T细胞肿瘤浸润，激活和记忆形成的作用。记忆T细胞是肿瘤微环境终末耗竭T细胞的重要补充，而研究证实，PD-1抑制剂耐受的重要原因之一是缺乏外周T细胞的激活和补充，提示HSF跟免疫检查点联合具有重要前景。