趋化因子结合蛋白DARC在调节肺癌干细胞促血管生成中的作用

Cancer stem cells could preserve the ability of self-renew and progression by promoting angiogenesis and chemokines were identified to play a significant role in this process. Researches and our previous studies confirmed that chemokine binding protein DARC could inhibit the angiogenesis of prostate cancer, breast cancer, larygeal cancer and lung cancer by clearing of pro-angiogenic chemokines. However the role of DARC in the maintenance of the stemness of cancer stem cell is not clearly understood. In this study, we aim to explore the role of DARC in cancer stem cell on the basis of inhibitory role of DARC in angiogenesis. Firstly, using CD166, CD133, CD44 and ALDH as surface markers, we will isolate CSCs from primary NSCLC tumors and confirm its function. We also detect the expression of angiogenic factors in the cell supernatent of stem cell and non-stem cell to see if there is a difference. Then we investigate the role of DARC in the growth and angiogenesis by increasing and decreasing DARC expression in stem cells and non-stem cells in vivo. Finally, we detect the expression of angiogenic factors in the xenografts to further explore the possible mechanism involved. This study will confirm the angiogenic function of cancer stem cell and explore the role of DRAC in the regulation of angiogenesis in cancer stem cell. Our study will provide a new therapeutic strategy for anti-angiogenesis in cancer.

肿瘤干细胞可通过促进肿瘤血管生成进而维持自我更新和增殖能力，在此过程中趋化因子的作用较突出。我们以及同行的研究已证实DARC作为趋化因子结合蛋白类似促血管生成类趋化因子的清除槽，抑制前列腺癌、乳腺癌、肺癌和喉癌的血管生成。肺癌干细胞功能维持过程中DARC的作用如何尚不知晓，为此，本课题将围绕DARC血管形成调控功能探索其对NSCLC癌干细胞功能的影响。课题组拟从NSCLC临床标本中分离CSCs，①获得CD166+/133+/44+或ALDH+等不同标识的干细胞亚群并行干性鉴定，②检测干细胞和非干细胞细胞在体外分泌促血管生成因子的差别,③观察DARC基因敲入/敲减对CSCs成瘤性的影响,④分析比较DARC不同表达肿瘤内促血管生成因子表达的差异，以推测DARC作用的机制。旨在证实肺癌干细胞的促血管形成作用以及探索DARC在调节干细胞促血管生成中的作用，为肺癌抗血管生成治疗提供新思路。

肿瘤干细胞可通过促进肿瘤血管生成进而维持自我更新和增殖能力，在此过程中趋化因子的作用较突出。我们以及同行的研究已证实DARC作为趋化因子结合蛋白类似促血管生成类趋化因子的清除槽，抑制前列腺癌、乳腺癌、肺癌和喉癌的血管生成。肺癌干细胞功能维持过程中DARC的作用如何尚不知晓，为此，本课题将围绕DARC血管形成调控功能探索其对NSCLC癌干细胞功能的影响。课题组从肺癌细胞株A549细胞中通过CD133分子标志，流式细胞筛选的办法筛选出阳性细胞和阴性细胞群，在体外通过shRNA干扰，下调DARC的表达，在体外检测发现DARC下调后，干性细胞和非干性细胞的细胞增殖、克隆形成、侵袭性都有下降，两种细胞株的变化没有显著差异；但在干性细胞株组，干性基因Oct-4、Nanog、Notch1、β-catenin、Sox2、Gli1表达有所抑制。体内研究发现，DARC下调后，移植瘤的形成能力下降，其中在干性细胞组相对于非干性组，抑制作用更为明显，证实了DARC在干性细胞组抑制作用更为明显。对于移植瘤，我们检测发现DARC配体趋化因子表达下降、肿瘤内新生血管生成抑制，其中干细胞组微血管密度抑制明显。进一步流式分析提示，在移植瘤中，干细胞组干细胞和非干细胞群的比例相对于非细胞组的比例下降明显，提示DARC下调后，抑制了肿瘤内新生血管的形成；能将干细胞特性比例的细胞抑制，呈现出更多的非干细胞特性，提示肿瘤的血管微环境和癌细胞的干细胞特性之间存在相关性。在临床中，我们观察了抗血管生成药物阿帕替尼对肺癌患者的疗效，观察使用了抗血管生成后抑制肿瘤生长，提高有效率，延长患者无疾病进展时间有显著的疗效，对阿帕替尼治疗后的患者，检查细胞因子变化情况，分析抗血管生成后癌细胞干性基因的表达改变，为临床抗血管生成治疗提供新思路。