胃癌细胞来源exosome调控中性粒细胞N2型极化作用及机制研究

Neutrophils could promote cancer development, progression, and metastasis. Neutrophils exert the promoting role in cancer via N2 polarization. Elucidating the mechanism responsible for the N2 polarization of neutrophils will help understand the role of neutrophils in cancer and develop new targets for the diagnosis and therapy of cancer. We recently found that gastric cancer cells derived exosomes could induce the N2 polarization of neutrophils. However, the mechanism remains largely unknown. In this project, we aim to identify the key proteins in gastric cancer cells derived exosomes that regulate neutrophil N2 polarization by using a proteomic approach. The downstream signaling pathways will be determined by using cell and molecular biology techniques. In addition, we will clarify the biological effects of N2 polarized neutrophils induced by gastric cancer cells derived exosomes in vitro and in vivo by using cell and animal models. Moreover, we will evaluate the clinical significance of the key proteins in exosomes from the serum samples of gastric cancer patients. The complement of this project will not only provide theoretic basis and experimental evidence for the notion that gastric cancer cells could release exosomes to regulate neutrophil N2 polarization and promote cancer progression, but also provide new strategies and biomarkers for the diagnosis and treatment of gastric cancer.

中性粒细胞在肿瘤发生、发展及转移过程中起着重要的促进作用。中性粒细胞促肿瘤效应的发挥与其发生N2型极化相关。阐明中性粒细胞N2型极化的调控机制对于深入理解中性粒细胞在肿瘤中的作用以及寻找新的肿瘤诊疗靶点具有重要意义。本课题组近期研究发现胃癌细胞来源exosome能够通过携带的蛋白调控中性粒细胞N2型极化，但机制不明。本项目中，我们采用蛋白质组学技术筛选胃癌细胞来源exosome调控中性粒细胞N2型极化的关键蛋白，通过分子和细胞生物学技术鉴定其作用的信号通路，采用细胞和动物模型探讨胃癌细胞来源exosome调控中性粒细胞N2型极化对胃癌生长和转移的影响及机制，建立胃癌患者循环血浆exosome中关键蛋白的检测方法并评价其临床意义，从而为证实胃癌细胞通过分泌exosome调控中性粒细胞N2型极化促进胃癌恶性进展这一假说提供理论基础和实验证据，同时也为胃癌的早期诊断和治疗提供新的思路和靶点。

项目研究背景：.中性粒细胞在肿瘤中发生N2型极化是促进肿瘤恶性进展和影响肿瘤预后转归的重要病理机制。本项目主要探讨胃癌细胞exosome调控中性粒细胞N2型极化作用及机制，为揭示exosome在胃癌中作用提供理论基础和实验证据，也为胃癌诊断和治疗提供新的分子靶点。.项目主要研究内容：.研究胃癌细胞来源exosome诱导中性粒细胞自噬促进N2型极化作用；筛选及鉴定胃癌细胞来源exosome诱导中性粒细胞自噬促进N2型极化的关键蛋白及其作用的信号通路；探讨胃癌细胞来源exosome诱导中性粒细胞自噬促进N2型极化对胃癌生长和转移的影响及机制；阐明胃癌细胞来源exosome诱导中性粒细胞自噬促进N2型极化的关键蛋白在胃癌诊疗中的应用价值。.项目关键数据：.胃癌细胞和组织来源条件培养基诱导中性粒细胞NF-кB和STAT3信号通路活化，发生自噬，凋亡减少，存活增加，发生促瘤型活化，胃癌细胞和组织来源exosome具有类似作用，其主要通过携载的HMGB1蛋白发挥上述作用。HMGB1基因敲减抑制胃癌细胞exosome的上述作用，重组HMGB1则可模拟上述作用。HMGB1在胃癌组织高表达，与预后不良相关，且HMGB1在胃癌患者组织exosome中表达也升高。胃癌细胞exosome作用的中性粒细胞具有N2型肿瘤相关中性粒细胞（TAN）特征，其高表达促炎症因子（如OSM、IL-6和IL-17等），诱导胃癌细胞EMT，增强迁移侵袭能力，同时也促进胃癌细胞增殖和血管生成能力。胃癌细胞exosomes还可诱导中性粒细胞高表达PD-L1，通过结合PD-1抑制T细胞增殖、活化和功能，导致免疫抑制。此外，发现肿瘤活化的中性粒细胞通过释放IL-17、IL-23和TNFα，激活p38和Akt信号通路，诱导间质干细胞（MSC）向癌相关成纤维细胞（CAF）分化，释放MMP9、VEGF等因子促进胃癌细胞增殖、迁移和侵袭，采用靶向抗体联合阻断可逆转其促胃癌生长和转移作用。发现胃癌细胞分泌CXCL5诱导自身发生EMT，同时介导中性粒细胞促肿瘤活化，共同促进胃癌生长和转移。.项目科学意义：.本研究不仅阐明了胃癌细胞来源exosome 调控中性粒细胞N2 型极化作用及机制，而且明确了胃癌细胞来源exosome在胃癌诊疗中的应用价值。