Jagged1-Notch信号通路调控IL-33的产生及促进乳腺癌发展的作用机制

The tumor microenvironment is crucial for tumor immune escape.Our previous findings have found that Interleukin-33 (IL-33) is involved in breast cancer by inducing infiltration of immature dendritic cells (imDC) and regulatory T cells (Treg), and this role of IL-33 maybe caused by the activatation of Notch signaling pathway. In this study, we would knockdown and overexpressed Notch family, use ST2-/- mice model and the blockade of IL-33 to study the activation of Jagged1-Notch signaling pathway on the regulation of IL-33 and the role of immune cells in tumor microenvironment by using immunofluorescence, western blot, Luminex chip, Chromatin immunoprecipitation et al. Then we want demonstrate the mechanism of imDC gaccumulation, Treg generatation, angiogenesis and activation of Notch signaling pathway on endothelial cells, by which local IL-33 forms positive feedback regulation and would further promote the development and metastasis of breast cancer. Lastly, to confirm our conclusion above by analyzing DC and Treg in breast tumor tissues, and the IL-33 in serum from patients with mammary carcinoma. Our program will provide more scientific evidences for establishing new therapeutic target for human tumor treatment especially mammary carcinoma.

肿瘤微环境在肿瘤的发生、发展以及免疫逃逸过程中起关键作用。本课题组前期研究发现IL-33通过诱导肿瘤组织中浸润未成熟DC（imDC）和Treg细胞并参与乳腺癌的发展，而这种作用可能跟Notch信号通路的活化有关。本项目拟结合细胞和动物水平，利用knockdown和过表达Jagged1-Notch家族、ST2基因敲除鼠和抗体阻断IL-33的作用等干预措施，使用免疫荧光、免疫印迹、Luminex芯片、染色质免疫共沉淀等实验方法，研究Jagged1-Notch信号通路的活化对IL-33的调控及肿瘤微环境的影响，包括诱导imDC富集、Treg生成及活化内皮细胞，这些作用机制又进一步促进肿瘤局部Notch家族的表达，从而形成正反馈调节，导致乳腺癌的发展和转移；最后使用临床样本研究Notch信号通路的活化与IL-33、DC及Treg产生的相关性，并可望为临床乳腺癌的治疗干预提供新的研究策略和理论依据。

肿瘤的致病机制与机体的抗瘤免疫应答的异常密切相关，其中，肿瘤微环境在肿瘤的发生、发展以及免疫逃逸过程中起关键作用，同时肿瘤细胞还可以通过发生信号通路关键蛋白的异常的高度的去泛素化，来调节相关蛋白的稳定性促进肿瘤的恶化。为了研究Jagged1-Notch信号通路的活化对细胞因子IL-33的调控及肿瘤微环境的影响，本课题组利用慢病毒载体表达系统等技术，在体外实验中，研究过表达或敲低Jagged-1后对小鼠乳腺癌的发生发展以及对免疫细胞的影响，并利用GSI药物处理验证此作用依赖Jagged1-Notch信号通路的活化，又通过ChIP-PCR技术验证Notch信号通路的活化促进了IL-33基因的转录；在体内实验中，利用荷瘤小鼠模型，研究此作用与Jagged1-Notch信号通路通过参与诱生ST2+Treg的正反馈调节有关；再结合临床样本，结果显示发生恶性转移的患者肿瘤组织中不仅高表达Jagged1-Notch家族的蛋白，同时还浸润着与IL-33/ST2信号通路活化相关的Treg细胞，进一步研究证实了Jagged1-Notch信号通路的活化与IL-33的产生在人乳腺癌的发展进程中具有正相关性。在完成本课题上述结果的同时，课题组还构建了84个人类去泛素化酶基因的质粒库，并筛选和验证了乳腺癌、肝癌等肿瘤的发生发展和某些去泛素化酶的过度活化有关，利用免疫共沉淀等实验技术和生物信息学的计分析，验证了肿瘤细胞通过异常活化OTUD1等去泛素化酶从而产生抗凋亡机制参与肿瘤的恶性增殖，进一步扩展、扩宽了本课题组在肿瘤免疫逃逸等方面的研究内容，为今后本课题组的研究方向提供了新的理论支持和进一步深入机制研究的可挖掘性。综上所述，本项目的研究成果发现了重要信号通路的活化与相关的细胞因子产生以及关键蛋白的异常去泛素化，参与并调控恶性肿瘤发生发展的新的作用机制，不仅可望为临床上乳腺癌等恶性肿瘤的预防策略提供新的思路，也可为肿瘤的特异性联合治疗提供新的理论基础和重要依据。