肿瘤相关的 C-kit+ 内皮始祖细胞在乳腺肿瘤生长和转移过程中的作用及机制

Vascular endothelial progenitor cell (EPC) plays a pivotal role in adult neovasculogenesis. However, there is little known about the role of tumor associated endothelial progenitor cells (TA-EPCs) on tumor metastasis so far. Our preliminary studies on the interactions between bone marrow endothelial progenitor cells (BM-EPCs) and 4T1 breast cancer cells have demonstrated the important role of breast cancer cells on the migration and differentiation of BM-EPCs. Nevertheless, the underlining mechanisms are still need to be addressed. Our hypothesis is that: due to the interactions between breast cancer cells and migrated BM-EPCs, the BM-EPCs' phenotype and function are altered by autocrined cytokines from breast cancer cells under hypoxia condition, so called "tumor educated" EPCs, which in turn promotes cancer cell's survival and metastasis. To identify our hypothesis, taking advantage of FACs, fluorescent multicomplex beads assays, we intend to employ 3 dimensional culture systems, spontaneous breast cancer model and bone marrow transplantation model to thoroughly investigate the importance of TA-EPC in breast cancer growth and metastasis. We believe that the oncoming results of the present study will not only provide a novel understanding of breast cancer metastasis, but also open a new avenue to prevent breast cancer relapse and metastasis.

血管内皮始祖细胞对组织及器官的血管生成起关键调节作用。迄今为止对肿瘤组织内的内皮始祖细胞在肿瘤转移方面的作用仍知之甚少。我们的预实验结果提示乳腺癌细胞在乏氧条件下分泌多种细胞因子，促使C-kit+骨髓内皮始祖细胞的游走和分化，但其具体作用机制有待于进一步探讨。我们推测乳腺癌细胞在乏氧条件下分泌大量细胞因子改变了骨髓源性内皮始祖细胞的表型和功能并使其"肿瘤化"，进而刺激乳腺癌细胞的增殖和转移。为了验证这一假说，我们将通过三维培养体系以及自发乳腺癌和骨髓移植模型，采用FACs、荧光定量复合免疫分析等多种技术，从分子、细胞、组织及动物整体水平全面探讨肿瘤化内皮祖细胞在乳腺癌生长和转移过程中的重要作用。明确Kit/KitL以及MMPs途径对肿瘤化内皮始祖细胞和乳腺癌细胞的调控机制。本研究将从肿瘤化内皮始祖细胞这个新视点为揭示乳腺癌的发生和转移机制奠定基础，并为防治乳腺癌的复发和转移提供新的思路。

肿瘤的血管形成对于肿瘤的生长和转移至关重要，血管内皮始祖细胞对组织及器官的血管生成起关键调节作用,但迄今为止对肿瘤组织内的内皮始祖细胞在肿瘤转移方面的作用及机制知之甚少。MicroRNA作为一类内生的、长度约为20-24个核苷酸的小RNA，其通过直接作用于靶基因的3’UTR区导致mRNA降解或翻译抑制，从而在肿瘤的进展中扮演重要角色。乳腺癌的发生、侵袭及转移等有赖于缺氧状态下新生血管生成，而缺氧的肿瘤微环境则诱导HIF-α 转录，HIF-1α水平的升高则促进血管内皮生长因子表达，然而在内皮祖细胞介导下乳腺癌转移的过程中，miRNA是否参与调控HIF-α/VEGFA及具体的机制鲜有报道。此外，TGF-β作为上皮间质化过程中关键因素，其具体的调控机制目前也并不清楚。因此，本实验旨在研究骨髓来源c-Kit阳性内皮始祖细胞在乳腺癌细胞进展过程中的作用以及miRNA在此过程的作用及相关调控机制。我们选用Balb/c雌性小鼠提取骨髓内皮祖细胞，建立c-Kit+ EPC和4T1乳腺癌细胞系的共培养体系及原位移植的小鼠模型。ELISA检测共培养体系内细胞因子及趋化因子的表达，应用RNA/DNA干扰和免疫共沉淀分析miRNA和HIF-1α/VEGFA以及TGF-β/CDH1的关系，进一步建立异体小鼠模型证实其相关性。我们发现，c-Kit阳性的内皮祖细胞促进乳腺癌细胞的进展，并且在内皮祖细胞作用下，miR-20b的低表达可导致HIF-1α入核并结合于VEGFA的启动子区，从而促进乳腺癌细胞血管形成及转移。此外，在乳腺癌细胞上皮间质化过程中，miR-23a通过靶向调控CDH1并激活Wnt/β-catenin信号通路，从而促进TGF-β诱导的乳腺癌转移。总之，本研究首次揭示了miRNA在EPC作用下乳腺癌进展过程中的调控机制，以及TGF-β1诱导EMT过程中的调控机制，也就是说，miR-20b及miR-23a可作为乳腺癌治疗的靶点。