Ox-CaMKII异常表达诱导非小细胞肺癌募集活化肥大细胞促肿瘤EMT及转移的机制研究

The highly metastasis of non-small cell lung cancer (NSCLC) restricts the long-term survival of NSCLC patients. Recruitment and activation of mast cell (MC) in tumor microenvironment play a key role in promoting tumor epithelial to mesenchymal transition (EMT) and metastasis. However, the mechanism of recruiting and activating MC in NSCLC is still unknown. Our preliminary study found a novel protein Ox-CaMKII that was over-expressed in NSCLC and showed positive correlation with the expression level of MC marker tryptase. The up-regulated expression of Ox-CaMKII in NSCLC could induce the recruitment and activation of MC. Therefore, we hypothesize that Ox-CaMKII is the key factor to induce NSCLC recruiting and activating MC. In this study, we plan to confirm that Ox-CaMKII can recruit and activate MC in NSCLC and promote tumor EMT and metastasis in vitro and in vivo. Furthermore, co-IP and rescue experiments will be performed to investigate whether Ox-CaMKII can up-regulate CCL5 level and promote NSCLC secretion of CCL5 to recruit MC to the tumor microenvironment and get activated. The results from this study will provide solid evidence for a novel targeted therapy of NSCLC.

非小细胞肺癌（NSCLC）高转移是制约患者生存水平的关键因素。肿瘤微环境中募集的肥大细胞（MC）被活化后在促进肿瘤上皮间质转化（EMT）及转移过程中具有重要作用，然NSCLC募集活化MC的机制尚不清楚。前期我们发现一个新的蛋白Ox-CaMKII在NSCLC中高表达且与MC标志物Tryptase表达水平呈正相关，Ox-CaMKII可诱导NSCLC募集MC至肿瘤微环境并活化。由此推测Ox-CaMKII可能是诱导NSCLC募集活化MC的关键分子。本项目拟通过体内外系列实验证实Ox-CaMKII可诱导NSCLC募集活化MC并促肿瘤EMT及转移；进一步采用免疫共沉淀、功能缺失回复性等实验证实上述作用与Ox-CaMKII上调CCL5表达并促NSCLC细胞分泌CCL5诱导MC募集至肿瘤微环境并活化有关。研究结果为NSCLC寻找新的靶向治疗提供实验依据和理论基础。

研究背景：CaMKII的氧化作用（Ox-CaMKII）在非小细胞肺癌（NSCLC）中的作用及对肿瘤转移作用机制尚不明确。.研究内容：1.研究NSCLC组织样本中Ox-CaMKII表达水平与肥大细胞（MC）的相关性及它们与NSCLC患者临床病理的关联分析。2.研究Ox-CaMKII异常表达诱导NSCLC募集活化MC并促肿瘤EMT及转移作用。3.探究Ox-CaMKII异常表达诱导NSCLC募集活化MC并促肿瘤EMT及转移的分子机制。.结果：1.发现NSCLC组织样本中高表达Ox-CaMKII，且与NSCLC患者临床病理特征和远期预后呈现正相关。此外与MC标志物Tryptase有显著正相关。2.成功构建了CaMKII敲除的NSCLC细胞系及GFP转染的CaMKII细胞系。3.CaMKII基因敲除后，NSCLC细胞的迁移和侵袭能力显著性降低。4.蛋白芯片表明CaMKII敲除后上调最显著的因子HGF（678倍），TGF-b3（34倍）和Osteoprotegerin （33倍），而下调最显著的因子IL-4（18倍），Oncostatin M（5倍）和TGF-b1（4倍）。这些因子能作为Ox-CamKII潜在的下游靶标。.结论与科学意义：这一研究结果证实Ox-CaMKII可通过肿瘤细胞内及肿瘤微环境调控NSCLC的增殖与转移。Ox-CaMKII高表达于NSCLC，而基因敲除CaMKII后，IL-4，Oncostatin M和TGF-b1随之大幅下降，这些因子能作为Ox-CaMKII潜在的下游靶标。总之，通过该课题的研究，进一步明确了CaMKII的氧化作用在NSCLC中有举足轻重的作用。以此为基础，可以进一步开展Ox-CaMKII小分子抑制剂进行创新药物基础研究和临床应用转化研究，为治疗NSCLC提供了新的靶点及研究思路。