非小细胞肺癌通过miR-331-3p激活CAF重塑微环境促进肿瘤转移的作用机制与干预研究

High metastatic potential of non-small cell lung cancer (NSCLC) restricts the long-term survival of NSCLC patients. Many studies have shown that carcinoma-associated fibroblasts (CAF) mediate the onset of a proinvasive tumor microenvironment. However, the mechanism of NSCLC drives the convension of lung normal fibroblasts (NF) into CAF is still unknown. Our previous studies have shown that NSCLC mediated NF transforming into CAF. And knockout of miR-331-3p can attenuate the role of NSCLC on conversion of CAF. Therefore, we speculate that miR-331-3p may promote the invasion and metastasis of NSCLC through activation of CAF in microenvironment. In this study, we plan to verify the role of miR-331-3p on conversion of NF into CAF in vitro and in vivo. And then we will adopt bioinformatics, protein chip, luciferase reporter assay to screen the target genes and further confirm the potential mechanism of miR-331-3p. At last, PEI/anti-miR-331-3p will be intravenous injected into the NSCLC mouse models to show that whether PEI/anti-miR-331-3p may inhibit the metastasis of NSCLC. The objective of this project is to clarify the role and mechanism of miR-331-3p on the conversion of NF into CAF, and provide important theoretical basis in researching the new target drugs for NSCLC.

非小细胞肺癌（NSCLC）的高转移能力是制约患者长期生存水平的关键因素。肿瘤微环境中肿瘤相关成纤维细胞（CAF）在促进NSCLC侵袭转移过程中起重要作用，然而目前关于NSCLC诱导CAF产生的机制仍不清楚，亟待进一步研究。我们前期研究发现NSCLC组织中miR-331-3p与CAF表达呈正相关，且NSCLC能够激活肺正常成纤维细胞（NF）向CAF转化，敲除miR-331-3p后其激活能力明显下降。因此我们推测miR-331-3p是NSCLC激活CAF的关键因子。本研究拟通过体内外系列实验探索并证实NSCLC通过外泌miR-331-3p促进NF向CAF转化的作用与机制，并进一步采用miR-331-3p干预制剂体内注射证实其对NSCLC侵袭转移能力的抑制作用，最终阐明NSCLC刺激NF向CAF转化并改造肿瘤微环境促进其自身侵袭转移的作用机制，并为临床研发靶向干预药物奠定重要理论基础。

背景.MicroRNA是一种20-24个核苷酸大小的小非编码RNA，miR-331-3p在非小细胞肺癌（NSCLC）发生发展中所扮演的角色仍不明确。.方法.1.我们检测NSCLC组织中miR-331-3p表达水平，并分析miR-331-3p在NSCLC中的表达水平与患者临床预后的相关性。.2.干预细胞内miR-331-3p表达水平，明确其对NSCLC细胞的侵袭迁移能力的影响，确认miR-331-3p在NSCLC细胞中的直接靶基因，采用一系列试验阐明miR-331-3p影响NSCLC细胞侵袭转移的分子机制。.3.检测NSCLC组织来源的NF及CAF中miR-331-3p表达水平。利用共培养体系探究与稳转A549细胞系共培养后成纤维细胞的迁移能力及收缩能力，并探索了这一影响的初步机制。.结果.1.miR-331-3p在NSCLC肿瘤组织中相较癌旁肺组织呈显著低表达，NSCLC患者肿瘤组织中miR-331-3p的相对表达水平与患者淋巴结转移及临床TNM分期呈显著负相关。miR-331-3p表达水平可作为预测NSCLC患者生存的独立危险因素。.2.miR-331-3p显著抑制NSCLC细胞的体内外迁移、侵袭能力及EMT过程。.3.ErbB2及VAV2是miR-331-3p在NSCLC细胞中的直接下游靶基因。ErbB2与VAV2可结为复合物，共同激活下游Rac1/ PAK1/β-Catenin通路轴，影响NSCLC细胞的EMT过程。.4.miR-331-3p在肺癌来源CAF中呈显著低表达，miR-331-3p过表达的NSCLC细胞可显著抑制共培养CAF的迁移能力及收缩能力，并可能逆转NF向CAF的激活。NSCLC细胞中的miR-331-3p表达变化可影响肺成纤维细胞中的miR-331-3p水平并在成纤维细胞中调控下游ErbB2及VAV2表达。.结论与意义.miR-331-3p通过抑制ErbB2与VAV2的表达水平，降低Rac1/PAK1/β-catenin信号通路轴的活性，从而调控NSCLC细胞的EMT过程及其体内外迁移侵袭能力，并可传递至成纤维细胞，抑制其向CAF的激活及生物活性。这一研究结果证实miR-331-3p可通过肿瘤细胞内及肿瘤微环境两方面调控NSCLC的增殖与转移，为其治疗提供了新的靶点及理论基础。