分泌型MicroRNAs对肿瘤相关巨噬细胞的调控作用与机制

Our recent study found that macrophages (Mφ) significantly reduced some of its MicroRNA (miRNA) expression after treated by tumor supernatant (TSN), while at the same time they could release large amount of miRNA-containing microvesicles (MV). We speculate that reduced level of miRNA expression through selective secretion might constitute a novel mechanism exerted by tumor microenvironments to dynamically regulate functions of Mφ. To further confirm this hypothesis, we will combine experimental studies and clinical sample analysis to: 1) Select the main miRNAs secreted by TSN treated Mφ through miRNA profiling; 2) Predict target molecules regulated by these selected miRNAs through bioinfomatic analysis, and examine their possible impact on phenotype and function of Mφ through RNAi and overexpression methods; 3) Define key molecules and signaling pathways regulating the process of selective miRNA secretion，and confirm the relative mechanisms obtained through the above experiments in clinical samples. The prospective results would not only help to unveil the novel mechanisms of Mφ regulation by tumor environment through miRNA secretion, but would also contribute to the rational design of Mφ function-dependent, immune-based therapies.

我们新近观察到：在肿瘤上清处理的巨噬细胞（Mφ）内，多种microRNA (miRNA) 分子的表达水平显著下调；与此相应，这些Mφ能够向细胞外分泌大量含有miRNA的微泡（MV）。我们推测：分泌型miRNA可能是肿瘤调控Mφ表型/功能的一种新机制。以此为基础，本课题拟：首先通过比对分析确认选择性分泌miRNA在肿瘤相关Mφ形成过程中的作用，并鉴定出其中的主要miRNA分子；然后采用生物信息学来预测这些miRNA调控的潜在靶蛋白，通过RNAi和过表达等手段进行验证，并探讨相关分子对Mφ表型与功能的调控机制；根据所得的结果，进一步筛选并鉴定肿瘤微环境中调控这些分泌型miRNA的主要成分和关键分子；最后在实体瘤样本中验证相关miRNA及其调控分子的表达与潜在临床意义。所得结果不仅有助于揭示肿瘤微环境调控Mφ功能的新机制，还可望为通过恢复相关miRNA表达水平来重建Mφ的抗肿瘤功能提供理论基础。

我们过去的研究发现：在肿瘤上清处理的巨噬细胞（Mφ）内，多种microRNA （miRNA）分子的表达显著下调；与此相应，这些Mφ能够向细胞外分泌大量含有miRNA的微泡（MV）。我们推测：分泌型miRNA可能是肿瘤调控Mφ表型/功能的一种新机制。以此为基础，在本项目的资助下，我们结合体内外研究模型，进一步探讨了选择性分泌miRNA在肿瘤相关Mφ形成过程中的作用。我们发现，肝癌组织中Mφ胞内miR-17，miR-20a的表达水平显著下调。miR-17，miR-20a能够直接靶向调控血管生成基因表达的一个重要转录因子HIF-2α，因此，这两种miRNA表达的下调能够导致肿瘤相关Mφ胞内HIF-2α蛋白的积累，后者进一步通过诱导VEGFA和PDGFB的分泌促进了肿瘤的血管生成。与此相应，与远端癌旁组织相比，癌巢组织中分离出来的Mφ能够表达更高水平的HIF-2α，VEGFA，和PDGFB。此外，我们的研究证实，通过MV选择性分泌miRNA是肿瘤处理后Mφ胞内miR-17和miR-20a迅速下调的重要原因之一。上述结果揭示了Mφ受到肿瘤微环境的教育，通过分泌MV的方式降低胞内miR-17和miR-20a的表达水平，进而调控自身促血管生成基因表达能力的新机制，为通过恢复相关miRNA表达水平来重建Mφ的抗肿瘤功能提供了理论基础。