肿瘤来源的VersicanV1激活髓系细胞NFkB信号促进非小细胞肺癌增殖的作用与机制

Although we previously reported the tumor-derived Versican V1 can promotes the proliferation of lung cancer by induction of inflammatory cytokines in myeloid cells, the specific mechanism is not clear, and the expression regulation mechanism of Versican V1 in the tumor microenvironment remains unknown. First of all, this study is to investigate tumor growth promotion function of Versican V1 and the role of myeloid cell NFkB signaling in NSCLC transgenic mice with RelA/p65 knockout by tail vein injection of Lewis lung carcinoma cells with up/down-regulation of Versican V1 expression. Moreover, to analyze expression and activation of several important signaling molecules and signaling pathways in myeloid cells through chips and western blot. Finally, to research the molecular mechanisms of tumor promotion effect of Versican V1 in NSCLC through activating myeloid cell NFkB signaling, and the expression regulation mechanism of Versican.V1 in the tumor microenvironment via cellular and molecular biology techniques containing Mass Spectra, ChIP, CO-IP, EMSA, and Luciferase reportor assay etc. This study will provide an experiemental basis for elucidating the expression regulation and the mechanism of action in lung tumor proliferation of Versican V1 and its clinical applied value.

我们前期研究发现肿瘤来源的Versican V1可以诱导髓系细胞分泌炎症因子促进肺癌增殖，但具体作用机制不清楚，并且其在肿瘤微环境中的表达调控机制不明。为此，本研究拟以髓系细胞RelA/p65敲除（NFkB信号抑制）的转基因小鼠为研究对象，通过尾静脉注射Versican V1上调/下调的LLC肺癌细胞建立NSCLC模型，研究Versican V1对小鼠NSCLC生长的影响和髓系细胞NFkB信号在其中的作用；随后借助芯片、Western Blot检测髓系细胞内重要信号分子和信号转导通路的表达与活化；进而利用质谱，ChIP，CO-IP，电泳迁移率试验、荧光素酶报告基因等细胞和分子生物学技术研究Versican V1激活髓系细胞NF-kB信号促进肺肿瘤增殖的分子机制及在肺肿瘤微环境中的表达调控机制。为阐明Versican V1的调控及在肺癌增殖的作用机制与临床应用价值提供实验依据。

非小细胞肺癌（NSCLC）缺乏特异性的诊断标志物，其早期症状隐匿，中晚期患者5年生存率低、预后差。明确NSCLC发生发展机制以寻找高效的治疗靶点，同时寻求理想的早期诊断、预后监控标志物是NSCLC目前临床诊疗中的当务之急。本课题中我们利用小鼠肺癌模型、细胞培养等体内外实验深入探讨了Versican V1蛋白促进NSCLC发展的作用和分子机制。体外细胞功能实验结果表明，使用Cas9慢病毒载体敲除NSCLC细胞A549、H838中的Versican V1后，NSCLC细胞增殖、迁移、侵袭功能均明显减弱；敲除Versican V1蛋白的NSCLC细胞与人血管内皮细胞（HUVEC）进行体外共培养后，HUVEC成管能力被明显抑制。通过尾静脉注射Lewis Lung Cancer细胞构建小鼠肺癌模型，实验结果显示Versican V1 蛋白敲除后小鼠肺部成瘤能力显著降低，肺部肿瘤数目及体积明显减少。机制方面，我们通过高通量蛋白质芯片技术和生信数据库对Versican V1下游分子和相关信号通路进行富集筛选验证，发现Versican V1可通过激活NSCLC细胞ERK 1/2信号通路调控胎盘生长因子（PLGF）、血小板衍生生长因子受体β（PDGFRβ）的表达从而促进肿瘤微环境中的血管生成，进而导致NSCLC的生长转移。此外，我们通过收集临床样本研究发现，NSCLC患者血浆及血浆外泌体中Versican V1蛋白表达水平显著高于肺部良性疾病对照组和健康对照组，差异均具有统计学意义；受试者工作特征曲线（ROC）结果表明血浆及血浆外泌体中Versican V1蛋白对NSCLC均具有较好的诊断价值。总之，本研究证明了Versican V1蛋白具有作为NSCLC新型液体活检生物标志物的潜力；并阐述了Versican V1蛋白参与调控肿瘤微环境中的血管生成，促进NSCLC增殖、转移的作用。我们进一步揭示了Versican V1通过激活肿瘤血管生成相关信号通路调控促血管生成因子的表达，进而促进NSCLC生长转移的分子机制。本研究是对NSCLC细胞与肿瘤微环境相互作用机制的深入探讨，有利于全面理解肿瘤对微环境的调控进而促进自身发展的过程，为明确Versican V1蛋白在NSCLC发病机理中的作用、分子机制以及临床应用价值提供实验依据，也为NSCLC预防、诊断和临床治疗的发展提供了新的思路。