FGFR2阳性的癌相关成纤维细胞分泌的LTBP2在食管癌中的作用及机制研究

Our recent study finds that cancer associated fibroblasts (CAFs) in esophageal squamous cell carcinoma (ESCC) are FGFR2-positive cells, which can provide cancer cells with a suitable microenvironment. Interestingly, FGFR2-positive circulating fibrocytes (CFs) were recruited to the tumor environment by ESCC cells and differentiated to FGFR2-positive CAFs. To identify the difference between circulating FGFR2-positive CFs and FGFR2-positive CAFs in tumor tissue, high-throughout transcriptome sequencing (RNA-Seq) was performed on ten pairs of circulating FGFR2-positive CFs from peripheral blood and FGFR2-positive CAFs from tumor tissue. About 1016 upregulated genes were identified including latent transforming growth factor-β binding protein 2 (LTBP2). Our preliminary work demonstrates that LTBP2 can promote foci formation and cell metastasis, and suppress ESCC cells apoptosis. In this proposal, we aim to: (1) investigate the roles of LTBP2 in the proliferation, metastasis and chemo-resistant of ESCC; (2) determine the receptor and signaling pathways that mediate LTBP2 effects; (3) explore the effects of LTBP2 on tumor angiogenesis in ESCC; and (4) test the therapeutic potential of anti-LTBP2 antibody in ESCC. In summary, the new knowledge gained from this study will greatly facilitate our knowledge of characteristics and the molecular mechanism of tumor microenvironment in ESCC and develop a novel therapeutic method approach targeting on ESCC.

我们最近研究证明食管癌细胞通过分泌FGF2，从骨髓招募FGFR2阳性的循环纤维细胞（CFs），而CFs到达肿瘤组织后，通过与肿瘤细胞直接接触，分化为FGFR2阳性的癌相关成纤维细胞（CAFs），从而促进肿瘤细胞增殖、侵袭和转移。我们应用高通量转录组测序检测了10对FGFR2阳性的食管癌CAF和CF，发现潜在转化生长因子β结合蛋白2（LTBP2）特异地在CAFs中高表达，在CFs、食管癌细胞、正常成纤维细胞中表达很低。前期的实验初步证明LTBP2促进食管癌细胞平板克隆形成、转移和抑制凋亡。本项目将（1）明确LTBP2对食管癌细胞增殖、转移、化疗抵抗、干细胞干性的作用；（2）揭示LTBP2的受体及调控的下游信号通路；（3）解析LTBP2对肿瘤组织血管生成的影响及分子机制；（4）评价靶向LTBP2的中和抗体用于治疗食管癌的可行性。本课题旨在为抗食管癌药物的研发提供新靶点。

癌相关成纤维细胞（cancer-associated fibroblast，CAF）是肿瘤微环境中的最重要的成分之一。前期研究中，我们发现食管鳞癌细胞通过分泌FGF2从骨髓招募FGFR2阳性的循环纤维细胞（circulating fibrocytes，CFs），而CFs到达肿瘤组织后，分化为FGFR2阳性的CAFs，为肿瘤细胞提供适宜的微环境，从而促进肿瘤细胞增殖、侵袭和转移。我们应用高通量转录组测序（RNA-seq）技术检测了10对FGFR2阳性的食管鳞癌CAFs和CFs。测序结果显示，潜在转化生长因子β结合蛋白2（latent transforming growth factor-β binding protein 2, LTBP2）是其中一个在CAFs明显上调的编码分泌蛋白的基因。本研究发现：（1）LTBP2主要在食管鳞癌的CAFs中表达，在食管鳞癌细胞中低表达或不表达。临床病理特征分析表明CAFs高表达LTBP2与淋巴结转移及临床分期正相关，与食管鳞癌患者预后不良正相关。（2）相对于正常人，LTBP2在食管鳞癌患者血液中升高，肿瘤切除后，患者血液中的 LTBP2水平有不同程度的降低。这提示可以通过检测外周血的LTBP2水平来预测患者对化疗的敏感性及预后情况。（3）LTBP2促进食管鳞癌细胞侵袭和迁移，抑制细胞凋亡，增强食管鳞癌细胞的化疗抵抗性。（4）CAFs通过分泌LTBP2作用于食管鳞癌细胞，激活Src通路，促进食管鳞癌的转移和化疗抵抗。（5）ITGA6和ITGB4是 LTBP2 在食管鳞癌细胞上的膜受体。（6）LTBP2促进人脐静脉内皮细胞(HUVEC)增殖、迁移和体外血管生成。（7）LTBP2的抗体可以有效地抑制食管鳞癌细胞和血管内皮细胞的生长和迁移。综上所述，CAFs分泌的LTBP2促进食管鳞癌的进展，靶向LTBP2的抗体有可能为食管鳞癌的治疗提供一个新的策略。