肾癌释放CD9阳性exosome携带miRNA激活成纤维化在肺转移前微环境中的机制研究

Metastasis is the leading cause of death in renal cell carcinoma (RCC) patients. The miRNAs packed into exosome play a role in information exchange between primary tumor and pre-metastatic niche, which promotes the cancer progression and metastasis. Our previous study has found that the level of CD9 postive exosome was significantly higher in the serum of RCC patients. Mice injected with CD9 positive exosome had increased expression of fibroblast associated proteins and more lung metastatic lesions . This observation has led us to hypothesize that RCC-secreted CD9 positive exosomal miRNA could initiate fibroblasts in pre-metastatic niche to promote lung metastasis. We plan to divide this investigation into three steps to validate the hypothesis. 1)To confirm the effect of CD9 positive exosome in pre-metastatic niche to promote lung metastasis; 2)To elucidate the molecular mechanism of CD9 positive exosomal miRNA initiating the fibroblasts in pre-metastatic niche; 3)To study the function of CD9 positive exosomal miRNA in vivo. This project aims to provide new strategy and theoretical foundation to improve the treatment for this disease.

肾癌转移是该疾病导致死亡的主要原因。外泌体通过携带miRNA在原发灶和转移前微环境之间进行信息交流而维持生态上的互动, 催化肿瘤转移的发生和发展。我们前期研究发现肾癌患者血清中游离CD9阳性外泌体含量丰富, 富集CD9阳性外泌体作用于裸鼠肾癌原位模型能提高肺转移的发生率,并上调成纤维化相关指标。据此, 我们推测肾癌释放CD9阳性外泌体能通过携带特异的miRNA激活肺转移前微环境的成纤维细胞而促进肺转移灶形成。围绕此科学假说, 我们将利用分子细胞技术、动物模型及临床样本:1)明确CD9阳性外泌体通过作用于转移前微环境,介导肿瘤转移;2)揭示CD9阳性外泌体通过携带miRNA介导转移前微环境构建的相关分子机制;3)证实宿主体内肾癌转移能力与干扰CD9阳性外泌体的关系。本研究将完整揭示CD9阳性外泌体通过携带miRNA在介导肿瘤转移前微环境构建中的机制,为控制肾癌的转移提供新的思路。

项目背景：早期肾癌的检出通过手术切除可获得良好的预后。然而临床中发现约30%的RCC在发现时即出现远处转移，错失手术机会，后续的放化疗并不能有效的改善患者病情。因此能否有效控制肿瘤转移，成为肾癌治疗的关键。既往研究表明转移前微环境对肿瘤转移至关重要。exosome通过携带肿瘤母细胞中的生物学信息对转移前微环境进行调控、构建，在促进肿瘤远处转移中扮演重要色。课题组前期研究发现RCC患者血清游离exosome的表达显著高于健康人群，在 RCC 淋巴转移组织中与肺转移组织中也是强表达。同时发现RCC释放的exosome在肺转移前微环境中能通过激活肿瘤相关成纤维细胞(CAFs)，从而介导肿瘤细胞肺转移的发生和发展。.研究内容：（1）超高速离心提取RCC来源的exosome，电镜检测其物理性质并结合蛋白免疫印迹检测特异性分子标记物鉴定。（2）研究exosome内含物LncARSR对单核巨噬细胞TAM表型的影响及分子调控机制。通过与单核巨噬细胞共培养，鉴定巨噬细胞CD206/CD163，炎性细胞因子的分泌，血管新生及吞噬能力等方面验证Exosome对巨噬细胞的调控作用。（3）建立LncARSR过表达及敲除稳定细胞株并稳定转染荧光素酶，建立原位移植瘤动物模型，注射相应处理的外泌体，通过活体成像观察体内转移情况，实验证明Exosome中的LncARSR对肾癌肺转移的调控作用。.重要结果：肾癌细胞可以分泌的大量的外泌体，使巨噬细胞表型发生M0/1到M2的转变，分泌大量抑炎因子（如IL-10和TGF-beta1等），使局部微环境更适合肿瘤转移，促进前转移灶的形成；而外泌体促进巨噬细胞发生表型转化的主要机制为其携带的lncARSR结合miRNA通过AXL与C-MET等信号通路发挥调控巨噬细胞表型转化和促进肾癌侵袭转移的作用。研究结果为干预肾癌肺转移提供了新的靶点及研究方向，有望为临床药物开发提供基础支持。