迁移体对胰腺癌肿瘤相关巨噬细胞表型及功能的调控及机制研究

Pancreatic cancer is extremely malignant and lethal. The biomedical research of pancreatic cancer has changed from the study of biological behavior and regulation mechanisms of tumor cells themselves, into the further study of tumor microenvironment and the effects of its change on tumor’s malignant biological behavior. Tumor associated macrophage (TAM) is an important part of the immune microenvironment of pancreatic cancer. Recent reports and our work found that pancreatic cancer could induce TAM into different phenotypes under the certain condition. But the way and the mechanism of the interaction between pancreatic cancer cells and TAM are unclear. Recent studies found that cells from different species could produce a new kind of extracellular organelles, which is named migrasome. It is found that migrasomes could participate into the signal communication between cells. Our group found that pancreatic cancer cells could produce large quantities of migrasomes which could be phagocytized by macrophages. Many key molecules to affect TAM differentiation are found in pancreatic cancer migrasomes by the quantitative mass spectrum method. We will further explore the roles of migrasomes to regulate the phenotypes and functions of pancreatic cancer TAM and its effects on tumor’s malignant biological behavior, and uncover the combination of migrasome intervention and gemcitabine to present new strategies for the integrated treatment of pancreatic cancer.

胰腺癌恶性程度高、预后极差。当前胰腺癌的生物医学基础研究，已从侧重于研究肿瘤细胞自身的生物学行为及其调控机理，深入发展到对肿瘤微环境的改变，及其改变对肿瘤细胞恶性生物学行为的影响研究。肿瘤相关巨噬细胞（TAM）是胰腺癌免疫微环境的重要组成部分。近期文献报道和本课题组工作发现，胰腺癌细胞在一定微环境条件下可诱导TAM呈现出不同的表型和功能。但胰腺癌细胞和TAM相互作用的途径和机制尚不明确。最新研究发现，不同生物种类的细胞中可产生一种新的胞外细胞器—迁移体，迁移体可能参与细胞间的信号交流。本课题组发现，胰腺癌细胞大量产生迁移体，并可被巨噬细胞吞噬；蛋白质谱鉴定，胰腺癌迁移体中含有多种影响TAM分化的关键调控因子。本课题拟进一步研究迁移体对胰腺癌微环境中TAM调控的作用及其对胰腺癌恶性行为的影响，探究通过干预迁移体联合吉西他滨作为提高胰腺癌综合治疗效果方案的可能性。

胰腺癌是预后极差的消化系统恶性肿瘤，被称为“癌中之王”，恶性程度极高，进展迅速，易发生远处转移，综合治疗效果欠佳。胰腺癌具有独特的病理特征，其肿瘤微环境（TME）中伴有大量肿瘤相关巨噬细胞（TAM）浸润，随着肿瘤生长和转移，胰腺癌TME中TAM呈现向M2型（免疫抑制型）极化。迁移体（migrasome）是近几年新发现和命名的一种新型细胞外亚结构，它介导细胞质内容物的释放。迁移体广泛分布在众多细胞和组织中，包括众多细胞系、人血清、肝脏、小肠、斑马鱼、人和小鼠大脑等，并可被周围的细胞所吸收，起到信号传递和物质交换的作用。目前尚无迁移体在胰腺癌中的作用研究报道。本研究通过优化的提取方法提纯人和小鼠胰腺癌细胞迁移体，通过蛋白质谱和蛋白芯片的方法筛选迁移体中具有免疫调控作用的相关蛋白；利用小鼠巨噬细胞系 RAW264.7和骨髓来源巨噬细胞（BMDMs）作为巨噬细胞模型，通过共培养的方法研究迁移体对巨噬细胞功能的影响以及迁移体诱导后巨噬细胞对胰腺癌恶性生物学行为的影响；利用胰腺癌腹腔种植模型探究迁移体诱导后的免疫微环境对胰腺癌生长和转移的影响；利用临床标本进一步探究迁移体中富集蛋白表达情况与胰腺癌患者预后的关系。本研究发现胰腺癌细胞产生的迁移体可以诱导抑制型免疫微环境，并诱导巨噬细胞向M2型分化，从而促进胰腺癌生长。经蛋白质谱鉴定发现，胰腺癌迁移体中富含CXCL5、TGF-β1、integrin通路蛋白和Rab家族蛋白等多种调控免疫微环境的因子，迁移体诱导的巨噬细胞中表达上调的众多基因与肿瘤代谢或免疫抑制相关。迁移体中富集蛋白CXCL5、LRRN1、CD58等基因的高表达与胰腺癌患者预后显著相关。迁移体可作为细胞之间相互作用的媒介，通过干预迁移体的产生和作用可作为治疗胰腺癌的潜在途径。