FOXO3a在肝癌诱导肿瘤相关巨噬细胞生成中的作用研究

Macrophages has the function of effector cells and antigen presenting cells. Macrophages in tumor, known as tumor associated macrophage(TAM) could promote tumor's progression but didn't engulf tumor cell in most solid tumors include hepatocellualr carcinoma(HCC). Our previous research have identified that the TSC2- mTOR pathway was involved in the regulation of monocyte differentiation to the TAM. mTOR activation could promote tumor angiogenesis(Cancer research. 2012 15;72(6):1363-72).But the mechanism downstream of mTOR is not clear. In our further experiments we found that the transcription factor FOXO3a in monocytes could be activated when cocultured with HCC cell lines. It's interesting that monocytes seems to differentiate to TAM simultaneously . In this project,we will investigate the role of FOXO3a in hepatocellular carcinoma induced tumor associated macrophages formation both in vitro and in vivo. It's a in-depth further continuation of our previous study.The results would contribute to our in-depth understanding of TAM generated mechanisms induced by tumor cells and provide newmolecular targets for the development of methods in cancer prevention through TAM.

巨噬细胞具有吞噬和抗原递呈的双重功能。然而，肿瘤组织中的巨噬细胞（TAM）有时非但不能吞噬清除肿瘤细胞，反而通过抑制局部免疫应答等方式促进肿瘤进展。这主要与巨噬细胞的亚型有关，不同亚型（M1型和M2型）具有截然不同的功能。我们的前期研究结果证实TSC2-mTOR通路调控单核细胞向TAM（M2型）分化，促进肿瘤血管新生（Cancer Res.2012 15;72(6):1363-72），但对更为深入的机制仍缺乏了解。近期后续实验我们又发现单核细胞内的转录因子FOXO3a可以被肝癌细胞异常激活，并有可能是决定TAM分化方向的重要调节点。本课题拟以肝癌细胞与TAM之间的相互作用为靶点，采用体内外转染和干扰等技术研究FOXO3a在肝癌诱导TAM生成中的作用。该项目是前期研究的进一步延续和深入。结果不但有助于对TAM的生成机制有更为清晰的认识，也有可能为今后以TAM为靶标的肝癌治疗提供新的思路。

巨噬细胞分为M1表型和M2表型，肿瘤中的巨噬细胞即肿瘤相关巨噬细胞（Tumor Associated Macrophage, TAM）多为M2表型，其不仅不发挥对癌细胞的吞噬作用，反而通过抑制局部免疫和刺激肿瘤血管新生等作用促进了肿瘤进展。寻找调控巨噬细胞表型转化的关键通路，即TAMs形成的机制，逆转TAMs形成，可望能抑制肿瘤进展。既往我们已经证实TSC2-mTOR通路可以调控单核巨噬细胞表型和TAMs介导的肝癌血管新生（Cancer Res 2012;72(6);1363-72），但mTOR下游通路众多，其抑制剂同时也是免疫抑制剂，所以并不是最佳调控点。进一步，在本实验中我们发现Foxo3a可能也参与巨噬细胞表型调控：（1）首先，单核巨噬细胞与不同肝癌细胞共培养后，向M2表型分化，表现为CD163和CD206表达升高，IL-10、MCP-1和VEGF等细胞因子分泌增加，IL-12、IL-1、IL-6和TNF-α等分泌减少，同时发现Foxo3a mRNA和蛋白在这一过程中表达上调；抑制Foxo3a可以有效阻断肝癌细胞引起的M2型巨噬细胞生成，而质粒转染野生型Foxo3a可以促使巨噬细胞向M2偏移；（2）Foxo3a调控表型的机制可能是其可以与IL-10 mRNA启动子区域结合，引起IL-10分泌增加；（3）进一步，我们发现肝癌细胞共培养后的单核细胞其体外促血管生成能力增强，Foxo3a siRNA可以阻断这种作用；与肝癌细胞共培养后THP-1吞噬能力增强，Foxo3a干扰后对吞噬能力没有显著影响，但的确可以增强巨噬细胞的抗原呈递能力；（4）机制上，我们发现，肝癌细胞引起巨噬细胞Foxo3a活化和表型改变，需要两种细胞之间的直接接触。本研究的结果使得我们对肝癌微环境中TAMs形成的机制有了进一步深入了解，可望为靶向TAMs的肝癌免疫治疗提供新思路。