肿瘤血管内皮细胞通过IL6信号途径介导间充质干细胞肿瘤归巢的机制研究

The ability of human Mesenchymal Stem Cells (MSCs) to migrate and localize specifically to tumor is central in developing therapeutic strategies in human cancer gene therapy. Therefore, to clarify the essence of MSCs homing to tumor has the important meaning and theories values for clinical application of MSCs. However, the mechanisms of the migration of BM-MSCs towards tumor have yet to be fully elucidated. Our previous study have found that the homing of MSCs was directly related to TECs (Tumor associated-endothelial cells), and we also found Interleukin 6 (IL6) was the target of the interaction of these two cells by human cytokine antibody arrays. Recombinant human IL6 protein significantly change the MSCs polarity and cytoskeleton and enhance the migration ability. These data suggested that IL6 maybe play a key role in the MSCs homing to tumor mediated by TECs.This study intends to verify the role of IL6 in tumor homing of MSCs through constructing the cell model and animal model in vitro and in vivo, and to further explore the intrinsic molecular mechanism of MSCs homing to tumor.We hope these efforts is valuable to theoretical support for clinical applications of MSCs.

间充质干细胞(MSCs)肿瘤归巢是肿瘤靶向基因治疗的前提条件，因此明确MSCs肿瘤归巢的本质对于其临床应用于肿瘤靶向基因治疗具有重大的理论意义和指导价值，然而目前关于MSCs特异性归巢到肿瘤局部的具体机制却不明确。本课题组前期研究发现MSCs肿瘤归巢与肿瘤血管内皮细胞(TECs)有直接关系，并进一步引入细胞因子芯片技术，高通量筛选出两种细胞相互作用靶点白介素6（IL6）。前期体外实验我们发现：重组IL6蛋白可以明显改变MSCs细胞极性及细胞骨架，增强MSCs的体外迁移能力，这些结果意味着IL6信号通路极其可能在肿瘤血管内皮细胞介导的MSCs肿瘤归巢过程中起到关键作用。本项目拟构建细胞模型及动物模型，从体外迁移及体内归巢两方面验证IL6在TECs介导MSCs肿瘤归巢中的作用，并深入探索MSCs肿瘤靶向归巢的内在分子机理，为MSCs临床靶向应用提供理论支持。

随着细胞生物学和基因工程等技术的发展，以细胞为载体的细胞疗法成为肿瘤基因治疗的新选择。间充质干细胞因具不可比拟的优势，成为生物学领域研究的热点之一，其介导的肿瘤基因治疗也受到越来越多的关注。本研究小组在前期研究中发现：尾静脉注射到荷瘤小鼠体内的MSCs特异性浓聚于肿瘤灶的血管周围，且通过细胞因子芯片高通量筛选技术，发现该行为与IL6蛋白分泌有关。因此本项目从复杂的肿瘤微环境出发，选取上皮性卵巢癌组织标本，采用免疫磁珠分选技术分离得到肿瘤相关成纤维细胞（Carcinoma associated fibroblasts，CAFs），肿瘤细胞（Cancer cells）及肿瘤血管内皮细胞（Tumor associated-endothelial cells, TECs）并进行原代培养；利用人IL6重组蛋白及IL6中和抗体，从正向、反向两个方面分别验证得到结论：重组人IL6在肿瘤血管内皮细胞介导的MSCs体外迁移运动起到正向调节作用；成功构建卵巢癌小鼠肿瘤模型，体内试验再次验证了IL6在肿瘤血管内皮细胞介导的MSCs体内肿瘤归巢过程中的正向调节作用；最后，为进一步阐明IL6促进MSCs体内肿瘤归巢过程中的分子机制，利用IL6的Si-RNA反向干扰片段，发现转染干扰RNA后，细胞中的STAT3磷酸化水平下调，同时与细胞运动相关的MMP3及MMP9表达水平均下调，从而得出结论：IL6-STAT3通路在肿瘤血管内皮细胞介导的MSCs肿瘤归巢过程中发挥关键作用。. 本项目研究结果可以明确MSCs归巢机理，提高MSCs肿瘤靶向特异性及效率，有利于设计和开发新的肿瘤靶向治疗策略，可以为MSCs临床应用提供理论支持，并可能进一步提升MSC在肿瘤治疗中的应用价值，具有广阔的应用前景。