低氧微环境下TAMs分泌的CIRP对口腔鳞状细胞癌发生发展的机制研究

Tumor hypoxia is a characteristic in many solid tumors. The tumor-associated macrophages (TAMs) constitute a significant part of the tumor-infiltrating immune cells and their number is related to malignant degree and poor prognosis. The expression of CIRP is also stimulated under hypoxic conditions. Our previous studies found that cell density of TAMs was increased, and the expression of CIRP was upregulated in TAMs and serum. Furthermore, the expression of TLR4 was increased in OSCC cells. Based on the findings, we supposed that CIRP, derived from TAMs under hypoxic microenvironment, activates the TLR4 signaling pathway and then contributes to the progression of oral squamous cell carcinoma. In present study, we indentify the cell density of TAMs, the dynamic localization of CIRP protein in macrophages under hypoxic stress and the physical interaction between CIRP and TLR4 through gradient centrifugation, gene silencing, co-culture, surface plasmon resonance (SPR) and co-immunoprecipitation (co-IP) in vitro and in vivo. In addition, we investigate the effect of inflammatory CIRP on biological function and chemosensitivity of OSCC cells. These findings might provide a novel theory and therapeutic target for transformation process between chronic inflammation and OSCC and for chemotherapy resistance.

低氧是实质性肿瘤微环境的基本特征，其中TAMs是肿瘤间质中数量最多的肿瘤相关炎性细胞，与肿瘤的恶性程度和不良预后密切相关；CIRP也可在瘤内低氧环境下被激活表达升高。我们前期研究发现口腔鳞状细胞癌（OSCC）中TAMs的数量及其中的CIRP表达上升，并且血清中证实胞外CIRP的含量也随之增高；瘤细胞中TLR4的蛋白表达增加。由此推测OSCC内的低氧微环境可促进TAMs对CIRP的胞外分泌，并激活TLR4信号通路参与OSCC的发生及发展。本课题拟通过临床标本及体内外实验，利用梯度离心、基因沉默、共培养、表面等离子体共振分析及免疫共沉淀法等技术研究TAMs在OSCC内的含量，低氧环境下CIRP在TAMs中的蛋白转位及其对TLR4信号通路的调控机制；同时探讨胞外CIRP对OSCC化疗敏感性的影响。为慢性炎症向OSCC的恶变提供新的早期预测指标及靶点，也为化疗耐受性的产生提供一定的理论基础。

背景：口腔鳞状细胞癌（OSCC）为最常见的头颈部恶性肿瘤，低氧是实质性肿瘤微环境的基本特征，其中TAMs是肿瘤间质中数量最多的肿瘤相关炎性细胞，与肿瘤的恶性程度和不良预后密切相关，目前关于低氧微环境下TAMs等炎性因素对OSCC的发生及进展的研究尚不明了。..研究内容：采用临床样本分析CD68、CIRP及TLR4在OSCC组织中的表达、定位及其与临床病理的相关性；采用免疫荧光染色研究TAMs与CIRP在细胞内的共定位情况；诱导TAMs，分析低氧微环境下TAMs对OSCC细胞不同生物学行为的调控；同时分析人类单核细胞瘤 THP-1细胞在低氧微环境下OSCC细胞不同生物学行为的调控；采用多种细胞学实验研究CIRP与TLR4之间的相关性，同时检测OSCC细胞能够通过CCL2-CCR2募集并诱导THP-1分化为TAM来影响SCC15的基因表达及功能。..结果：免疫组化显示CD68、CIRP及TLR4在肿瘤中的表达要显著高于正常组织，并且发现TAMs多集中于OSCC组织中的血管周围；CIRP和TLR4的异常表达与OSCC患者的临床分期、组织分型及淋巴转移等因素密切相关，同时CIRP和TLR4高表达与OSCC的不良预后相关，二者之间呈显著正相关。免疫荧光发现CIRP不仅在OSCC细胞中呈高表达，在TAMs细胞中的表达也升高。OSCC患者血清中的CIRP表达量要显著高于正常患者。成功诱导THP-1细胞为TAMs细胞。低氧条件下TAMs/ THP-1均可促进OSCC细胞的增殖及迁移能力等生物学行为；共培养可促进OSCC细胞中CCL2、CCR2、CIRP及TLR4的表达。实验证实CIRP的异常表达改变TLR4的蛋白表达水平。..科学意义：本研究揭示了低氧微环境下TAMs相关炎性细胞通过CIRP及TLR4信号通路对OSCC细胞不同生物学功能的调控作用，为OSCC新的病变机制及新靶点的筛选提供了新的方向。