储存血中泛素经TGF-β/MMP-9通路参与肿瘤微环境调控进而影响肿瘤转移的机制研究

Blood transfusion can induce immune suppression，tumor recurrence and postoperative infection for tumor patients．Tumor microenvironment is key regulator for tumor progression which can promote tumor development and metastasis. Our previous studies have found ubiquitin concentration increased in the plasma of whole blood during storage, which combined with Treg cells and significantly promoted tumor cell migration. Treg cells as immune cells is also an important component of the tumor microenvironment, TGFβ/MMP-9 pathway which regulated by Treg cells, play an important role in tumor metastasis. We propose ubiquitin accumulated in the blood during storage regulates tumor microenvironment to affect tumor metastasis. So the project will try to 1) ubiquitin promote tumor cells migration via regulating microenvironment 2) the effect of ubiquitin on tumor microenvironment and TGFβ/MMP-9 pathway 3) microenvironment of TGFβ/MMP-9 pathway can influence tumor microenvironment to regulate tumor metastasis 4) the effect of ubiquitin on tumor microenvironmentof patients. Expected results will help to elucidate microenvironment mechanism of blood transfusion effect on tumor metastasis, and provide experimental and theoretical basis for the effective prevention of tumor recurrence and metastasis.

血液贮存损伤与肿瘤患者输血后相关免疫抑制、术后感染、肿瘤复发等不良预后已引起国内外学者广泛关注，其机制未明。肿瘤微环境是保护支持肿瘤进程及转移的必要元素，与肿瘤细胞相互刺激促进肿瘤发展和转移。本课题组前期研究发现储存血中泛素浓度随保存时间延长显著升高，并可与Treg细胞结合影响患者免疫抑制作用的发挥并明显促进肿瘤细胞迁移。Treg细胞作为免疫细胞的同时又是肿瘤微环境的重要组成，由其调控TGF-β/MMP-9通路在肿瘤转移过程中发挥重要作用。据此提出基于肿瘤微环境基础的储存血中泛素影响肿瘤转移的分子机制研究，拟验证1）泛素基于肿瘤微环境影响肿瘤细胞迁移;2）泛素对肿瘤微环境及TGF-β/MMP-9通路的影响;3）TGF-β/MMP-9通路影响肿瘤微环境进而调控肿瘤转移;4）泛素对肿瘤患者微环境的影响。预期结果有助于阐明输血对肿瘤转移影响的微环境机制，为有效预防肿瘤转移与复发提供重要理论依据。

肿瘤患者常因手术及放化疗等治疗措施而出现贫血症状，同时，肿瘤作为一种恶性消耗性疾病可引起骨髓抑制，导致外周血中三系细胞减少，因此围手术期输血对于肿瘤病人的临床治疗具有重要意义。尽管红细胞输注能够明显改善肿瘤病人的贫血症状，但也可能导致肿瘤转移及复发。发现已储存一段时间的输血与癌症患者的输血相关免疫调节（TRIM）反应有关，这可能导致不良的临床结果，例如肿瘤复发，转移和生存率降低。课题组前期研究成果表明，随着红细胞储存时间延长，Ub 的浓度呈线性增加，保存 35 天的全血中 Ub 的含量是保存 0 天的全血中 Ub 含量的 40 余倍。体外细胞实验证明泛素能够抑制调节性T细胞凋亡，促进其趋化迁移，并增强其对效应性T细胞增殖的抑制作用。泛素还可以导致Th1/Th2失衡，抑制Th1，促进Th2细胞分化，Th2细胞因子表达增加；泛素可以与巨噬细胞表明CXCR4受体结合，激活胞内Erk蛋白激酶所介导的信号通路，诱导M2型巨噬细胞极化；此外，将干癌细胞与泛素诱导的M2型巨噬细胞共培养，激活肝癌细胞的Akt/mTOR信号通路，增强肝癌细胞迁移能力，同时抑制其凋亡。建立小鼠黑色素瘤模型，体内研究发现储存红细胞所释放的泛素能够促进小鼠黑色素瘤细胞的肺部转移，缩短荷瘤小鼠的生存时间，降低荷瘤小鼠外周血其他免疫细胞数量。建立小鼠肝癌模型，体内研究发现泛素泛素通过激活肝癌细胞的Akt/mTOR信号通路而诱导肝癌上皮细胞间质转化，促进肝癌细胞肺部转移，该效应与M2巨噬细胞的免疫调节功能相关。本研究关注于肿瘤患者的输血相关不良反应的临床现象，并深入研究其具体机制，发现与储存血中过量的泛素有明显相关性，并进行了潜在作用机理，对于阐明肿瘤患者输血相关不良反应有重要意义，结果将有利于通过调整血制品相关成分减少输血相关免疫不良反应，提高输血有效性。