非可控性炎性微环境对肿瘤干细胞转录网络机制的调控及其新的治疗策略的探索

肿瘤微环境中炎性细胞与肿瘤细胞间的相互作用是肿瘤生长和侵润的重要促进因素，而肿瘤干细胞（CSCs）特性的维持也依赖于周围的"Niche" 细胞的支持，由于"Niche"细胞与CSCs的相互作用，使得CSCs的自我更新，表达高水平的耐药基因等特性得以维持。肿瘤炎性微环境中肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）是非常重要的"Niche"细胞之一，本课题重点研究TAMs对CSCs的调控和影响。首先证明TAMs作为CSCs"Niche"细胞的条件和证据，探讨TAMs对CSCs自我更新等特性调控的信号分子机制，着重对CSC中的转录分子网络的研究，分析EGF/EGF-R与STAT3及SOX2之间的关系。并利用EGF-R小分子抑制剂, 阻断TAMs对CSC的支持，同时利用RNAi下调SOX2/STAT3表达，调控转录因子信号网络，有效控制CSCs自我更新等特性，抑制肿瘤的生长与转移，为肿瘤治疗提供一全新的思路

肿瘤干细胞是肿瘤耐药、复发和转移的根源，在肿瘤炎性微环境中肿瘤相关巨噬细胞（TAM）能够促进肿瘤的生长和转移。然而，TAM能否通过调节乳腺肿瘤干细胞从而介导肿瘤的发生和转移并不十分清楚。 本研究的目的是为了证明肿瘤微环境中TAM在肿瘤干细胞功能的保持中的作用，基于这一目的, 首先我们发现肿瘤细胞与巨噬细胞共同培养后，能够增加乳腺肿瘤细胞中SP侧群细胞的数量，并伴干细胞相关基因Sox-2，Oct-4和Nanog的表达明显上调。进一步在动物模型中发现，当清除巨噬细胞后，原位肿瘤的生长和肺转移明显低于对照组。而且，4T07乳腺癌组织中的SP侧群细胞的相对数量明显减少，干细胞相关基因Sox-2表达降低。进一步深入探讨其作用机制, 我们发现，巨噬细胞与肿瘤细胞共同培养后，乳腺癌细胞4T1的SP侧群细胞上的EGF-R及pEGF-R表达增高, 同时也能促进Sox-2的表达，而且与EGF-R的表达呈正相关。为了确认TAMs分泌的EGF在TAMs对CSC的调控中起关键的作用，应用重组EGF因子直接作用于CSC，实验结果显示EGF具有与TAMs和巨噬细胞条件培养液同样的对CSC的调控作用。用EGF中和抗体可阻断TAMs与巨噬细胞条件培养液对CSC的促进作用以及Sox-2的表达。为了全面了解CSC功能的调控机制，我们分析分子网络与转录因子的对CSC的调控作用，实验结果发现Stat3基因高表达于CSC，并与Sox-2和EGF-R的高表达呈正相关,下调Stat3表达能抑制Sox-2及相关因子Oct-4，Nanog的表达, 还能阻断EGF或巨噬细胞对CSC的调控作用。实验还证明了可以通过用EGF-R抑制剂AG1478阻断TAMs与巨噬细胞条件培养液对CSC的促进作用以及Sox-2的表达。 进一步, 利用Stat3抑制剂CDDO-Im也能抑制Sox-2及相关因子Oct-4，Nanog的表达,CDDO-Im还能阻断EGF或巨噬细胞对CSC的调控作用。在动物体内试验中发现CDDO-Im联合化疗药物具有明显的抑制肿瘤生长的作用。另外，利用Sox-2-siRNA联合化疗药物也得到了明显的抑制肿瘤生长的效果。这一结果对于研究利用调控肿瘤微环境进行肿瘤治疗的临床应用具有重要的理论价值。结论：本研究发现肿瘤相关巨噬细胞调节肿瘤干细胞的新的作用机制，并且建立了以EGFR/Stat3/Sox-2信号通路为靶标的针