血管瘤干细胞通过外泌体途径调控血管瘤发生、发展的机制研究

Hemangioma stem cells (Hemsc) play a vital role in the progression of infantile hemangiomas (IHs), which have the potential of multi-differentiation and the ability to promote the proliferation through regulating tumor microenvironment. Recent studies have shown that exosomes are nano-sized vesicles secreted by many types of cells, which could contribute to cell-to-cell communication and mediate the microenvironment. Our preliminary study indicated that exosomes derived Hemsc (Hemsc-exo) could promote the proliferation and angiogenesis of hemangioma endothelial cells (Hemec) in vitro and in vivo. In addition, propranolol could inhibit the secretion of exosomes. These results indicated that Hemsc-exo might be an important mediator in regulating the growth of IHs. The aims of our project are as follows: (1) To uncover the role of Hemsc-exo in the paracrine mechanism; (2) To explore the molecular mechanism underlying exosome-mediated angiogenesis of Hemec; (3) To investigate the effect of beta adrenergic receptor signaling pathway in the secretion and expression of exosomes; (4) To explore the potential of establishing novel hemangioma murine model by utilizing Hemsc-exo as microenvironment stimulating factor. Our project would facilitate in understanding the pathogenesis of IHs and developing novel remedy for IHs.

婴幼儿血管瘤干细胞（Hemsc）在血管瘤发病过程中扮演重要角色，不仅具有分化成血管瘤内皮细胞（Hemec）等多种细胞的潜能，同时可通过调节血管瘤内微环境，促进血管瘤的增殖。现有研究表明，外泌体（exosome）作为细胞外分泌的一种膜性小囊泡，在调节干细胞与细胞外微环境交流的胞间信号转导中起着重要作用。本课题组前期研究发现：血管瘤干细胞外泌体（Hemsc-exo）可促进Hemec的增殖、管腔形成以及血管瘤裸鼠模型的生长，同时普萘洛尔处理血管瘤干细胞可抑制外泌体的分泌，以上研究提示血管瘤干细胞外泌体可能是调控血管瘤生长的重要介质。本课题旨在研究外泌体在血管瘤干细胞旁分泌机制中的作用，探讨Hemsc-exo调控Hemec血管生成能力的具体机制；分析β肾上腺素受体信号通路对Hemsc-exo表达及内容物的影响；探讨利用Hemsc-exo作为微环境刺激因素联合Hemsc构建新型血管瘤模型的应用前景。

婴幼儿血管瘤(infantile hemangioma, IH)是婴幼儿最常见的良性血管源性肿瘤，β-肾上腺素受体阻滞剂普萘洛尔是治疗IH的主要药物之一。然而，近年来出现普萘洛尔耐药性的IH患者逐渐增多。因此，深入研究IH的确切发病机制，对于了解其耐药性原理，以及研发治疗IH的新型药物十分重要。.血管瘤干细胞(hemangioma-derived stem cells，HemSCs)在IH的发生、快速增殖、消退过程中扮演着重要角色，是IH发病的始动细胞。而外泌体作为细胞外分泌的一种膜性小囊泡，在调节干细胞与细胞外微环境交流的细胞间信号转导过程中起着重要作用。因此，本项目旨在以HemSCs为研究的核心细胞，探究外泌体在HemSCs调控肿瘤微环境以及血管瘤相关细胞当中发挥的作用，以揭示IH的发病机制，以及普萘洛尔的耐药性原理。.在从增殖期IH组织中分离出HemSCs和HemSCs外泌体（HemSCs-exos）后，研究发现HemSCs-exos可以起到促进血管瘤内皮细胞(hemangioma-derived endothelial cells, HemECs)增殖、血管生成，抑制凋亡、细胞周期滞留的作用。这种作用源于HemSCs-exos中差异过表达的miR196b-5p，后者可以与HemECs细胞内的下游靶基因CDKNIB结合，从而起到促进HemECs，乃至IH生长的作用。针对普萘洛尔耐药性的研究，我们发现在对普萘洛尔敏感的IH患者的IH组织中，miR-187-3p的表达水平明显要高于对普萘洛尔耐药的IH患者。这说明miR-187-3p可能作为IH中的肿瘤抑制剂并且与普萘洛尔的抗性相关。随后的研究发现，miR-187-3p可以通过结合并抑制下游靶基因NIPBL的表达水平，从而达到抑制IH组织对普萘洛尔耐药性的作用。.上述实验结果证实了HemSCs以及HemSCs-exos在IH发展中的重要作用。明确了在IH快速增殖以及IH耐药方面的关键miRNAs，并且识别了这些关键miRNAs的下游靶基因。这些靶基因的识别为后续IH发病机制的深入研究奠定了基础，为临床上开发新型IH靶向药物提供了理论依据，也为寻找普萘洛尔耐药的突破口提供了新的思路与方法，具有潜在的临床应用前景。与本课题相关的SCI论文共发表9篇，培养博士研究生1名。