肿瘤微环境中CCL2/CCR2轴调控前列腺癌发展和骨转移的分子机制

前列腺癌是欧美国家男性发病率最高的恶性肿瘤，在肿瘤相关的致死率中占第二位。近年来其发病率在我国呈持续上升趋势。骨骼是前列腺癌最常见的转移部位，是导致该肿瘤患者死亡的最主要原因。肿瘤骨转移后会破坏骨的重建，导致溶骨性损伤、成骨性损伤或混合性损伤。宿主骨微环境和前列腺癌细胞之间的双向、动态相互作用增加骨髓基质细胞和前列腺癌细胞表达和分泌一些重要细胞因子、趋化因子及粘附分子，促进骨质破坏。肿瘤微环境中趋化因子及其受体的作用已开始引起关注。预实验结果显示，CCL2不仅可由前列腺癌细胞分泌，而且其主要来源可能是宿主的骨微环境。然而，宿主来源的CCL2在前列腺癌诱导的骨破坏中的分子机制不清楚。本课题的研究目标是阐明趋化因子及其受体信号系统在肿瘤骨转移过程中的作用及机理，最终我们将提供肿瘤骨转移治疗的有效途径和新的宿主为靶向的生物治疗靶点。此项研究的临床意义也可能将延伸到其他种类的肿瘤所引起的骨骼转移。

肿瘤细胞与肿瘤微环境之间的相互作用是当前肿瘤研究中最热的领域之一。趋化因子是肿瘤微环境中起重要作用的蛋白因子之一，我们和其他研究者都证实CCL2/CCR2在肿瘤发展和转移中发挥重要作用。本项目的总体目标是通过封闭宿主微环境中CCL2的表达，达到降低肿瘤骨转移的发生率和减少肿瘤细胞引起的骨质破坏。最终发现和鉴定肿瘤骨转移的预警分子标志物和治疗的新靶点。.为此，我们首先应用与CCL2基因敲除小鼠相同遗传背景的重症免疫缺陷小鼠（SCID）进行杂交，国际上首次得到SCID背景的CCL2敲除小鼠（SCID/SCID/CCL2-/-）。分析发现，基因缺陷鼠与对照鼠在形态、骨骼等表型方面没有明显的改变。.其次，应用我们制备的稳定表达荧光素酶的前列腺癌细胞（PC3-Luc和C4-2B-Luc），通过左心室注射模型和移植瘤模型，观察肿瘤细胞在缺乏CCL2因子的体内环境中的生长与转移。结果表明，与对照小鼠相比，SCID/SCID/CCL2-/-鼠中出现骨转移的比率明显降低，而且骨损伤程度也明显减轻。结果表明，宿主来源的CCL2对前列腺癌细胞的生长和造成的骨质破坏中起了关键作用。提示我们在前列腺癌的靶向治疗中应同时瞄准宿主微环境而不仅是肿瘤细胞本身。应用MAPK/ERK和PI3/AKT/mTOR信号传导通路的抑制剂，U0126和Rapamycin，进一步研究CCL2对前列腺癌细胞生长和增殖的调控机制。结果显示，CCL2可通过MAPK/ERK和PI3/AKT/mTOR信号传导通路对肿瘤细胞系生长和增殖起促进作用。.本项目重要成果是在国际上首次创建了SCID遗传背景的CCL2敲除小鼠模型，从而为研究人的肿瘤细胞在体内的生长和转移，以及探索新型有效的治疗手段提供了可靠的实验动物模型。可用于多种人类重大疾病的相关研究。通过从分子水平阐明CCL2的调控机制，发现和验证前列腺癌骨转移治疗新的靶点和预警标志物，为临床应用奠定基础并提供最重要的实验依据。我们在鼻咽癌骨转移中也观察到了相同的结果。本项目的成果可以扩展到其他好发骨转移的肿瘤的预防和治疗。