HDAC调控Th17分化参与胃癌进展的效应与机制研究

Immunosuppressive microenvironment was a critical factor leading to tumor progression and recurrence, whose mechanism involves Th17 cell-mediated chronic inflammatory response. In our previous study, we found that there exists a negative correlation between the IL-17/IFN-γ ratio in gastric cancer tissue and recurrence-free survival time in GC patients. And HDACIs was shown to selectively inhibit Th17 cell differentiation in animal experiment. However, the mechanisms of the differentiation of Th17 and its involvement in the progression of gastric cancer is still not clear. In this study, we plan to construct murine gastric carcinoma orthotopic transplant model, by which to elucidate the effect of Th17 cells in the progression of gastric cancer by the use of IL-17 blockage, gene knockout, and adoptive transfer of Th17 cells. Furthermore, we would screen the key HDACs influencing the differentiation of Th17 cells, and explore the epigenetic mechanisms of Th17 differentiation by HDAC inhibitors and RNA interference. This study would help to deepen the understanding of the differentiation mechanisms of Th17 cells in tumor microenvironment, and thus facilitate the more effective inhibition of tumor-associated chronic inflammatory reaction, and provide experimental data for exploring novel cancer immunotherapeutic targets.

免疫抑制微环境是导致肿瘤进展和复发的关键因素，其发生机制涉及Th17细胞介导的慢性炎症反应。我们前期研究发现，胃癌组织标本中IL-17/IFN-γ的比值与患者无复发生存时间呈负相关，动物实验提示HDAC抑制剂可以选择性抑制Th17细胞分化。但在肿瘤微环境中Th17细胞的分化及其参与胃癌进展的机制不清。本课题拟通过小鼠胃癌原位移植瘤模型，采用IL-17阻断、基因敲除、Th17细胞过继回输等方法，明确Th17细胞参与胃癌进展的效应；筛选影响Th17分化的关键HDAC分子，采用HDAC抑制剂及干扰技术，解析胃癌微环境中调控Th17分化的表观遗传学机制。为进一步深入认识肿瘤微环境中Th17细胞的分化调控机制，从而更有效地抑制肿瘤相关慢性炎症反应，寻找新的肿瘤免疫治疗靶点，提供实验数据。

免疫抑制微环境是导致肿瘤进展和复发的关键因素，其发生机制涉及Th17细胞介导的慢性炎症反应。课题组通过临床胃癌组织标本检测，发现IL-17/IFN-γ的比值与患者无复发生存时间呈负相关。我们构建了小鼠胃癌皮下移植瘤、原位移植瘤及腹腔转移动物模型，以及稳定的小鼠Th17细胞体外诱导培养与富集纯化体系，并在动物模型中证实胃癌组织中IL-17表达显著升高。通过尾静脉注射IL-17A单克隆抗体，发现体内阻断IL-17A能够显著抑制肿瘤的生长。应用HDAC抑制剂SAHA同样抑制肿瘤的生长，并伴随肿瘤组织中Th17细胞相关细胞因子IL-17的表达显著降低，而对Th1细胞相关细胞因子IFN-γ的表达没有影响。基于此，我们得出结论，HDAC抑制剂可能通过抑制肿瘤微环境中Th17细胞的分化，进而抑制胃癌的生长。提示HDAC抑制剂可能通过表观遗传学调控机制影响肿瘤免疫微环境，具有潜在的胃癌治疗作用。.课题组下载癌症基因组图集（TCGA）数据库中胃癌标本的miRNA资料，通过R语言对差异性表达的miRNA进行分析，发现胃癌组织中的miR-133显著下调。通过体外细胞培养和临床组织标本检测，证实在胃癌发生过程中miR-133b/a-3p的表达发生稳定下调。采用染色质免疫共沉淀对miR-133a-1和miR-133b启动子区域的表观遗传学修饰水平进行定量检测，发现与转录激活相关的两个位点H3K4me3甲基化水平和H3乙酰化水平均显著降低；相反，与转录抑制相关的位点H3K27me3甲基化水平则显著升高。而miR-133b的H3乙酰化水平显著降低而H3K27me3甲基化水平显著升高，提示miR-133的下调是组蛋白修饰介导的而与DNA的甲基化无关。我们合成了miR-133的拟似物和抑制剂用于转染胃癌细胞，发现miR-133能够诱导胃癌细胞凋亡、抑制细胞增殖。TargetScan软件预测并通过双荧光报告基因的检测，证实miR-133的作用靶点是抗凋亡分子Mcl-1和Bcl-xL。最后，我们构建胃癌裸鼠荷瘤动物模型，合成miR-133的体内活性药物AgomiR-133b/a-3p，发现AgomiR-133b/a-3p可以显著延迟肿瘤成瘤时间及肿瘤大小，伴随Mcl-1和Bcl-xL的表达显著下降，与体外实验相吻合。综上所述，miR-133能够抑制胃癌肿瘤生长，可以作为治疗胃癌的一种潜在的靶向药物。