肿瘤微环境中间充质干细胞分泌的外泌体对乳腺癌化疗抵抗的影响及机制研究

Mesenchymal stem cells (MSCs) are considered as an important factor that affect the chemotherapy resistance of tumor cells in tumor microenviroment, but the exact mechanism remains unclear. Our previous study found that MSCs stimulated by chemotherapy drugs and secret exosomes (ci-MSCs-ExoS) will reduce the sensitivity of breast cancer cells to chemotherapeutic agents accordingly. Based on our previous studies, we attempt to use a variety of experimental methods to assay the impact of ci-MSCs-ExoS on chemotherapy resistance of breast cancer using different chemotherapy drugs. Base on the published paper associated with chemotherapy resistance of ExoS or breast cancer, screening ci-MSCs-ExoS key role molecule. Then regulating the expression of the corresponding molecules, explore ci-MSCs-ExoS affect chemotherapy resistance to breast cancer cells and verify critical signal path. Finally in mice vivo verify the effect on chemotherapy resistance of ci-MSCs-ExoS and key molecules. The implementation of this project will deepen theoretical understanding of the relationship between MSCs, exosomes and breast cancer in tumor microenvironment, and to target the tumor microenvironment of breast cancer treatment strategies provide promising therapeutic targets.

肿瘤微环境中的间充质干细胞（MSCs）被认为对肿瘤细胞的化疗抵抗有重要影响，但具体机制仍不明了。我们前期研究发现MSCs受化疗药物刺激后分泌的外泌体（ci-MSCs-ExoS）会降低乳腺癌细胞对相应化疗药物的敏感性。本课题拟在前期的研究基础上，通过多种实验方法使用不同的化疗药物进一步验证ci-MSCs-ExoS对乳腺癌细胞化疗抵抗的影响；并以已发表的ExoS或乳腺癌研究领域与化疗抵抗相关的文献为支持，筛选ci-MSCs-ExoS中关键的作用分子；然后通过调控相应分子的表达，探索ci-MSCs-ExoS影响乳腺癌细胞化疗抵抗的关键信号通路并进行验证；最后在小鼠体内验证ci-MSCs-ExoS及其关键分子对乳腺癌化疗耐受性的影响。本课题的实施将加深对肿瘤微环境中MSCs、外泌体及乳腺癌之间关系的理论认识，并为靶向肿瘤微环境的乳腺癌治疗策略提供有前景的治疗靶点。

化疗耐药是乳腺癌患者临床治疗失败最常见和最难克服的问题之一，也是肿瘤复发、转移的主要原因。间充质干细胞（MSC）因其在肿瘤微环境中免疫原性低、稳定性高、且具备向肿瘤部位定向迁移的能力，成为肿瘤治疗的研究热点之一。MSC属于肿瘤微环境中的间质类细胞，相较于乳腺癌细胞（BCs），它不容易被化疗药物杀伤，存活能力强，可能成为耐药基因携带和保留的重要细胞，其产生并分泌的某些物质可能参与了新生BCs的耐药。外泌体（exo）是近年来研究的热点，我们的研究发现MSCs分泌的Exo（MSC-exo）可以促使乳腺癌细胞的产生化疗抵抗，而在低剂量化疗药物阿霉素（Dox）的刺激下，这种作用更明显。随后我们使用GEO数据库通过生物信息学技术筛选可能参与MSC-exo影响乳腺癌耐药的相关基因，并通过多种分子生物学技术检测并验证。结果发现MSC-exo处理后，BCs后会产生S100A6基因，通过文献检索和检测发现其可能与乳腺癌耐药密切相关。而在Dt-MSC-exo刺激下BCs中S100A6表达的水平会增高，耐药会增强。而随后的研究发现Dox刺激增加了MSCs中Mir-21-5p表达水平，而携带了Mir-21-5p的Exo其可能是影响BCs中的关键因素。相反，在MSCs中沉默Mir-21-5p也会降低BCs中S100A6表达，和对Dox耐药的能力。因此推论出Dt-MSC-exo可以加强乳腺癌对Dox产生耐药的能力，Dox通过增加MSC-exo中Mir-21-5p的表达来促进BCs中S100A6的含量，从而增强BCs对Dox抗性作用。本研究结果为乳腺癌阿霉素耐药的治疗提供了新的见解，在乳腺癌耐药的治疗上提供新的靶点和途径。