局部RAS在乳腺癌免疫抑制性微环境形成中的关键作用及机制研究

In our previous study on tumor microenvironment, we have found, for the first time, that local renin-angiotensin system (RAS) was activated in tumor hypoxia microenvironment, and that the blocker of RAS signal remarkably inhibited tumour growth in mice with completive immune system and even remarkably improved effects of immunological checkpoint antagonists on breast cancer in mice. According to the mechanism of RAS-mediated chronic organ damage, here , untilizing the MMTV-PyMT transgenic breast cancer mouse model, mouse 4T1 breast cancer cells, and human breast cancer cells, we try to reveal: 1） an important function and the mechanism of activation of local RAS in hypoxia microenvironment of breast cancer; 2) the role of tumour local RAS in formation of immunosuppressive microenvironment in breast cancer; 3) the role and molecular mechanism of tumour local RAS in the infiltration and activation of cancer-associated fibroblasts (CAFs) and tumor-associated macrophages (TAMs) in tumour microenvironment of breast cancer; 4) the role of local RAS in regulating interaction between CAFs and TAMs in tumour microenvironment of breast cancer; 5) the contribution of local RAS inhibition by Ang II receptor blockers to the anti-tumor effects of immunological checkpoint antagonists. Our study will probably reveal an important mechanism mediating the formation of immunosuppressive microenvironment in breast cancer and bring a more positive impact on improving effect of anti-tumor immunotherapy.

我们前期研究发现局部RAS存在于肿瘤乏氧微环境中，局部RAS阻断不仅抑制了正常免疫小鼠乳腺癌的生长而且显著改善了免疫检查点治疗的效果；结合RAS在介导慢性器官损害中的机制，我们推测肿瘤内局部RAS可能介导了肿瘤内免疫抑制性微环境的形成。在此，我们利用自发性小鼠乳腺癌和4T1小鼠乳腺癌同源移植瘤模型及人乳腺癌样本，拟研究：1）局部RAS存在于乳腺癌乏氧微环境的特性及产生的机制；2）局部RAS促进乳腺癌免疫抑制性微环境形成及促进肿瘤免疫逃逸的功能；3）局部RAS介导肿瘤相关成纤维细胞（CAFs）和肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)浸润及功能活化的作用及机制；4）局部RAS调节CAFs和TAMs之间相互作用的功能及机制；5）局部RAS阻断改善抗肿瘤免疫及提高免疫检查点阻断疗效的作用。本项目将揭示介导肿瘤免疫抑制性微环境形成的重要机制，对于改进当前免疫治疗策略以及寻找新的免疫治疗手段具有十分重要的意义。

我们的研究发现局部肾素-血管紧张素系统（renin-angiotensin system, RAS）存在于肿瘤乏氧微环境中，肿瘤内血管紧张素II是肿瘤细胞通过糜蛋白酶依赖的途径生成，而并不是依赖于ACE的经典RAS途径，糜蛋白酶依赖途径受到糖酵解代谢产物—乳酸水平的调节，在乏氧肿瘤细胞中 Ang Ⅱ水平的增加对于HIF-1α在细胞内的累积起重要作用。我们进一步研究了AngII介导肿瘤免疫抑制性微环境形成中的作用及机制，即肿瘤微环境中局部AngII参与了肿瘤细胞的免疫逃逸；AngII信号阻断增加了肿瘤对免疫检查点抑制剂的敏感性；局部肿瘤中AngII信号的阻断逆转了肿瘤免疫抑制性微环境，包括增加效应T细胞的浸润、减少肿瘤相关成纤维细胞、巨噬细胞及髓源性抑制性细胞的浸润；肿瘤细胞血管紧张素原的表达沉默强烈地触发了免疫激活相关细胞因子的表达。我们在研究中还发现4T1肿瘤细胞内血管紧张素原的表达沉默联合抗PD-1抗体治疗不仅能使PD-1原始抵抗的小鼠乳腺癌4T1肿瘤消除，而且能使相同小鼠但不同部位生长的AGT野生型4T1肿瘤产生显著效应，这种效应也称为“远位效应”。最后我们初步阐明了AGT 沉默后产生系统性“远位效应”的潜在机制。本项目的研究成果揭示了AngII在介导肿瘤免疫抑制性微环境形成中的重要作用及机制，发现了肿瘤局部AngII信号阻断能通过改造肿瘤微环境从而明显提高免疫检查点抑制剂治疗的疗效而且产生显著的系统性抗肿瘤效应，对于改进当前免疫治疗策略以及寻找新的免疫治疗手段具有重要的意义。