外泌体miRNAs对黑色素瘤相关成纤维细胞促血管生成表型的分子调控

It is reported that carcinoma-associated fibroblasts (CAFs) play critical roles in tumor microenvironment. However, little is known about the molecular mechanisms underlying the transformation of normal fibroblasts to CAFs. Our previous study confirmed that melanoma-derived microvesicles are able to educate the normal fibroblasts to tumor supported fibroblast which is involved in microenvironment remodeling. In conjunction with other findings, we propose that tumoral exosome-containing miRNA mediates the reprogrammed proangiogenic phenotype in CAFs. This project aimed mainly to investigate: ⅰ) roles of melanoma-released exosomes in triggering normal fibroblasts toward proangiogenic CAFs；ⅱ) roles of melanoma exosome-containing miRNA in the acquisition of proangigenic properties in CAFs；ⅲ) regulation of melanoma exosomal miRNA on the transcription factor Ets2 in fibroblasts；and ⅳ) signal pathway involved in melanoma exosomal miRNA-mediated Ets2 uprengulatiuon in fibroblasts. The current project orchestrates the concept of tumoral exosomes-mediated intercellular communication, cell reprogramming and miRNA. The results are expected to reveal a novel mechanism responsible for the formation of proangiogenic phenotype in CAFs, and may contribute to better understanding of tumor-stromal crosstalk, tumor angiogenesis as well as miRNA-governed gene regulation.

癌相关成纤维细胞（CAFs）在肿瘤微环境中发挥极为关键的作用，但癌细胞诱导成纤维细胞发生表型转化的分子机制尚未阐明。我们前期的研究证实，黑色素瘤微囊泡能诱导成纤维细胞表型转化并参与微环境改造。本课题进一步提出“黑色素瘤外泌体介导的miRNA內吞能够调控成纤维细胞的重编程及其促血管表型转化”，并重点探讨：①黑色素瘤外泌体诱导成纤维细胞促血管表型转化研究；②黑色素瘤外泌体miRNA在成纤维细胞促血管表型转化中的作用研究；③黑色素瘤外泌体miRNA对成纤维细胞Ets2表达的调控研究；④黑色素瘤外泌体miRNA调控成纤维细胞Ets2表达过程中的信号转导机制研究。本项目将介导的细胞通讯、miRNA调控及细胞重编程三者联系起来，有望揭示黑色素瘤外泌体诱导成纤维细胞促血管生成表型的全新分子机制，对深入阐明肿瘤-间质对话、肿瘤血管生成及miRNA调控机制也具有重要科学意义。

血管生成是肿瘤生长、侵袭以及转移过程中的关键限速步骤，而肿瘤与间质细胞对话触发了肿瘤血管生成的细胞内分子调控网络。成纤维细胞是肿瘤微环境中最丰富的间质细胞，肿瘤-CAF对话在肿瘤的侵袭和转移过程中发挥重要作用。我们前期的研究表明，细胞外囊泡在肿瘤-CAF对话中具有重要调控作用。.本项目在前期研究的基础上，重点研究了①黑色素瘤外泌体诱导成纤维细胞促血管表型转化研究；②黑色素瘤外泌体miRNA在成纤维细胞促血管表型转化中的作用研究；③黑色素瘤外泌体miRNA对成纤维细胞Ets2表达的调控研究；④黑色素瘤外泌体miRNA调控成纤维细胞Ets2表达过程中的信号转导机制研究。最终的研究结果表明黑色素瘤外泌体能够通过介导miR-155的转运，将正常成纤维细胞激活为癌相关成纤维细胞，并通过激活成纤维细胞JAK2/STAT3通路，诱导成纤维细胞促血管生成表型的形成。在这个过程中，转录因子Ets2发挥了重要的调控作用。此外，在拟定研究内容之外我们也进行了扩展研究，发现口腔鳞癌细胞来源的细胞外囊泡能够通过调控CAFs糖酵解重编程促进肿瘤的进展，同时也能够直接作用于血管内皮细胞，促进血管内皮细胞的增殖、侵袭和迁移。在此基础上我们进一步申请了国家自然科学基金项目1项。同时，为进一步实现相关研究的临床转化，我们构建了口腔鳞癌类器官-CAF共培养模型。.本项目将外泌体介导的细胞通讯、miRNA调控以及细胞重编程等结合起来，通过研究外泌体介导的miRNA转运、成纤维细胞中ERK/Akt激活以及Ets2表达之间的内在联系，探讨黑色素瘤诱导成纤维细胞促血管生成表型的全新分子机制，对于揭示肿瘤-间质对话、肿瘤血管生成及miRNA调控机制均具有重要科学意义。完成该项目的同时进行了深入的扩展研究，对于进一步阐明口腔鳞癌相关成纤维细胞的促血管生成表型的形成机制，并为相关研究的临床转化提供研究基础。