Profilin 2 通过外泌体介导影响血管生成促进小细胞肺癌侵袭转移的作用与机制

Angiogenesis promotes tumor proliferation, migration, invasion and metastasis during the process of SCLC, but the specific mechanism is unclear. In previous study, we found that profilin2 was highly expressed in SCLC tissues and detected in exosomes secreted by SCLC cell lines. It’s also found that PFN2 in exosomes could promote the proliferation and angiogenesis of endothelial cells. Therefore, we hypothesized that PFN2 could be secreted into tumor micro-environment through SCLC cell exosomes eventually promoting tumor growth, invasion, vascular dependent metastasis and angiogenesis by the cross-talk between SCLC cells and endothelial cells. The present study is designed to explore the influence of PFN2 on tumor growth, invasion and metastasis by PFN2 modified SCLC cells clarifying the mechanism of PFN2 in promoting tumor proliferation and metastasis, the influence of PFN2 on angiogenesis with SCLC cell exosomes and co-culture system, and the influence of PFN2 on tumor growth, invasion, metastasis and tumor vascular micro-environment in tumor xenografts model respectively, in order to illustrate the role and mechanism of PFN2 on SCLC invasion and metastasis through the effect on both tumor and blood vessel.

小细胞肺癌（SCLC）进程中血管发生促进了肿瘤增殖和侵袭转移，但具体机制尚不清楚。我们前期研究发现SCLC病理组织中profilin 2（PFN2）高表达，并且SCLC细胞分泌的外泌体中含有PFN2；课题组相关研究发现PFN2能通过外泌体促进内皮细胞增殖和血管形成。据此提出假说：SCLC细胞中的PFN2以外泌体为载体分泌至肿瘤/血管微环境中，通过肿瘤/内皮细胞间对话，促进血管生成和肿瘤增殖及血管依赖转移。本研究拟通过PFN2修饰的H446细胞观察细胞增殖和侵袭能力及相关通路变化，明确其对SCLC细胞的作用和分子机制；利用外泌体和肿瘤/内皮细胞共培养体系探讨PFN2对血管生成的促进作用；用荷瘤动物模型评价PFN2对肿瘤生长、侵袭转移和肿瘤血管微环境的影响。本研究将一定程度上阐释PFN2通过对肿瘤和血管的双重影响发挥在SCLC侵袭和转移中的作用和分子机制，为临床诊断和治疗提供理论依据。

小细胞肺癌（SCLC）进程中血管发生促进了肿瘤增殖和侵袭转移，但具体机制尚不清楚。 我们前期研究发现SCLC病理组织中profilin 2（PFN2）高表达，并且SCLC细胞分泌的外泌体 中含有PFN2；课题组相关研究发现PFN2能通过外泌体促进内皮细胞增殖和血管形成。据此提出 假说：SCLC细胞中的PFN2以外泌体为载体分泌至肿瘤/血管微环境中，通过肿瘤/内皮细胞间对话，促进血管生成和肿瘤增殖及血管依赖转移。本课题中，我们首先通过细胞实验证明PFN2蛋白可以影响H446细胞增殖、迁移和侵袭等细胞功能；动物实验结果表明PFN2蛋白能够促进小细胞肺癌细胞的生长和转移，同时促进肿瘤组织中肿瘤血管的生成。接下来，我们收集了PFN2表达水平不同的H446细胞外泌体，用其处理野生型H446细胞发现，小细胞肺癌细胞能够通过其分泌的含有PFN2蛋白的外泌体增强癌细胞增殖、迁移和侵袭能力。而后，利用收集的PFN2过表达或敲减H446细胞外泌体处理野生型脐静脉内皮细胞，发现含有PFN2蛋白的H446细胞外泌体能够显著地促进血管内皮细胞的迁移和小管形成能力，即小细胞肺癌细胞可以通过分泌含有PFN2蛋白的外泌体促进血管内皮细胞形成更多的管样结构，促进肿瘤血管生成。为了初步探索PFN2调节小细胞肺癌细胞功能机制，我们检测了PFN2过表达/敲减细胞及皮下肿瘤组织中Smad2和Smad3蛋白水平，结果表明PFN2能够上调Smad2和Smad3蛋白的表达，PFN2可能通过调节Smad2和Smad3的蛋白水平来调节H446细胞功能。为研究小细胞肺癌细胞外泌体促进血管内皮细胞血管生成的机制，我们将H446细胞和脐静脉内皮细胞进行了共培养，对PFN2调节内皮细胞可能的信号通路进行了初筛，结果显示PFN2可能通过调节内皮细胞ERK1/2的磷酸化水平促进其血管生成。