胰腺星状细胞诱导的肿瘤细胞c-Met/mTOR通路活化在胰腺癌神经浸润中的作用及其机制研究

Perineural invasion (PNI) is closely related to the recurrence, metastasis and poor prognosis of pancreatic cancer. Pancreatic stellate cells (PSCs) play an important role in the initiation and progression of PNI, but the mechanism remains unclear. Our previous studies suggested that activated PSCs secret large amount of hepatocyte growth factor (HGF), while pancreatic cancers cells express a high level of c-MET, the known unique receptor of HGF. Exogenous HGF increased the invasion of cancer cells and promoted the production of neurotrophic factors. We hypothesized that the paracrine HGF secreted by PSCs activate the c-MET/mTOR signaling pathway and its downstream targets in pancreatic cancer cells. Aiticvation of the pathway promote the invasion and migration of pancreatic cancer cells and upregulate the expression of neurotrophic factors which induce the outgrowth of dorsal root ganglia (DRG), thus facilitate the initiation of PNI. By clinicalpathilogical analysis, three dimentional co-culture of pancreatic cancer cell-PSC-DRG, construction of in vivo sciatic nerve PNI model and the application of laser capture microscopic cutting, Live cell Imaging System, lentiviral transfection, ultrasound for mouse and so on, we try to elucidate the role of c-MET/mTOR signaling pathway induced by PSCs in PNI and provide a new theory for the mechanism of PNI.

神经浸润（PNI）与胰腺癌的复发、转移及预后差密切相关。胰腺星状细胞在胰腺癌PNI发生过程中发挥了关键作用。我们前期研究发现，活化的胰腺星状细胞产生大量的肝细胞生长因子（HGF）；而肿瘤细胞则过表达其相应配体c-Met；给予胰腺癌细胞HGF刺激可以增强其侵袭能力并产生神经营养因子。我们推测胰腺星状细胞产生的HGF以旁分泌方式作用于癌细胞，激活c-Met/mTOR信号通路及其下游基因转录表达，促进肿瘤细胞侵袭转移及神经生长因子的产生，诱使神经突起迷乱性生长，共同促进胰腺癌PNI发生。本研究应用临床病理、体外胰腺癌细胞-胰腺星状细胞-神经节三维共培养以及裸鼠坐骨PNI模型等方法，运用激光捕获显微切割、激光共聚焦、活细胞工作站、慢病毒转染、小动物B超等技术，从不同层面研究胰腺星状细胞诱导的肿瘤细胞c-Met/mTOR通路活化对癌细胞相关基因表达及对PNI的影响，为胰腺癌PNI机制研究提供新依据。

胰腺癌是一种恶性度极高的消化系统肿瘤，诊断时约80%的胰腺癌患者合并有局部或远处转移，手术切除率低，并且对常规化疗、放疗均不敏感，其发病率和死亡率几乎相等。神经浸润，即高侵袭性的肿瘤细胞侵入神经是胰腺癌的普遍病理特点。胰腺癌的神经浸润与胰腺癌的复发、转移及预后差密切相关，但是其具体机制仍不清楚。课题组初步研究发现，胰腺星状细胞在胰腺癌神经浸润发生过程中发挥了关键作用，活化的胰腺星状细胞产生大量的肝细胞生长因子（HGF），而肿瘤细胞则过表达其相应配体c-Met，给予胰腺癌细胞HGF刺激可以增强其侵袭能力并产生神经营养因子，可以促进神经突起迷乱性生长，即可以促进胰腺癌神经浸润。在本课题研究中，课题组围绕胰腺星状细胞通过旁分泌的HGF作用于肿瘤细胞对胰腺癌神经浸润的作用进行了深入系统的基础研究。我们通过收集手术切除的胰腺癌组织标本分析c-Met/mTOR 通路在胰腺癌中的表达及与胰腺癌PNI、患者预后之间的关系，体外建立肿瘤细胞-背根神经节共培养模型，体内依靠坐骨神经-肿瘤神经浸润模型来探究胰腺星状细胞诱导的肿瘤细胞c-Met/mTOR通路活化在胰腺癌神经浸润中的作用及其机制。研究结果显示：胰腺肿瘤微环境中胰腺星状细胞通过旁分泌HGF可以促进c-Met通路的活化。c-Met通路的激活可以促进神经生长因子的产生，神经突起迷乱性生长，从而促进神经浸润。c-Met通路的激活可以通过下游激活mTOR信号，mTOR信号激活可以促进神经生长因子的产生，从而促进胰腺癌神经浸润，即c-Met通路激活导致的神经浸润是通过激活mTOR信号来介导的。研究胰腺癌微环境对胰腺癌神经浸润发生发展的影响，探究胰腺癌的神经浸润具体机制，可以对胰腺癌的治疗以及预防复发转移提供强有力的理论支持，对胰腺癌的精准治疗有重要意义。