LncRNA在肺癌exosome诱导MSC影响肿瘤炎症微环境中的作用和机制研究

The behavior of lung cancer is not entirely determined by lung cancer cells themselves, but also by a large number of non-tumor cells recruited to the tumor site, which constitute tumor microenvironment and influence the progression of lung cancer. Naïve Mesenchymal Stem Cell (N-MSC) from normal tissues could be attracted to tumor sites and become tumor MSC (T-MSC) under the action of tumor and inflammatory microenvironment. The latter plays an important role in the development and metastasis of lung cancer. It has been reported that T-MSC and N-MSC have different immunomodulatory functions. However, the underlying molecular mechanisms remain unclear. Our previous study found that lung cancer derived exosome can induce N-MSC to T-MSC with enhanced tumor promoting ability through activation of NF-kB signaling pathway and altered lncRNA expression. Further analysis indicated that some of the significantly changed lncRNAs are correlated to NF-kB signal pathway. In this project, we aimed to use tumor exosome-induced MSC as a immunomodulatory function transformation model to study the regulatory mechanisms of lncRNAs in N-MSC to T-MSC transformation, and to explore the possibility of using lncRNAs as a novel target for lung cancer prevention and treatment.

肺癌的行为并不完全由肺癌细胞本身决定，大量非肿瘤细胞归巢于肿瘤部位，形成肿瘤微环境影响肺癌的进展。正常组织中的间充质干细胞（N-MSC）归巢于肿瘤部位，在肿瘤及炎性微环境作用下成为肿瘤MSC(T-MSC),在促进肺癌发展和侵袭转移中发挥重要作用。已经报道T-MSC与N-MSC存在免疫功能差异， 但分子机制尚不清楚。我们既往研究发现肺癌Exosome可诱导N-MSC免疫功能转变为促进肿瘤进展的T-MSC表型，其中NF-kB信号通路异常激活， lncRNA的表达变化显著, 关联分析显示部分显著改变的lncRNAs与NF-kB信号通路相关。本项目拟在此基础上，利用肿瘤exosome诱导MSC免疫功能转变的模型，深入研究lncRNA在N-MSC向T-MSC转化的调控机制，探讨lncRNA作为肺癌防治靶点的可能性，为肺癌的防治提供新策略。

肿瘤的行为并不完全由肿瘤细胞本身决定，大量非肿瘤细胞归巢于肿瘤部位，形成肿瘤微环境影响肿瘤的进展。正常组织中的间充质干细胞（N-MSC）归巢于肿瘤部位，在肿瘤及炎性微环境作用下成为肿瘤MSC(T-MSC)或者分化为肿瘤相关性成纤维细胞（cancer associated fibroblast，CAF）,构成肿瘤的炎性微环境，在促进肿瘤发展中发挥重要作用。我们首先在利用肿瘤细胞外泌体短期处理脂肪来源的间充质干细胞（Adipose derived Mesenchymal stem cell，AMSC），研究发现被肿瘤外泌体诱导的AMSC的NF-κB信号通路激活，分泌大量的炎症因子，促进了巨噬细胞的吞噬功能，并促进T细胞活化标记物CD25和CD69表达上调，从而得出结论，肿瘤细胞外泌体可以诱导MSC的免疫调节功能发生变化（文章已发表）。我们随后研究了肿瘤外泌体长期处理对AMSC的影响，发现AMSC可以分化为CAF，并且NF-κB信号系统持续激活，炎症及趋化因子持续转录，但是这一调控并不依赖于NF-KB经典途径的调控。对肿瘤外泌体的蛋白质谱分析结果显示肿瘤外泌体中含有大量代谢相关的蛋白，例如PKM2。肿瘤外泌体处理MSC后，细胞胞浆和细胞核内的PKM2蛋白水平迅速上调。细胞核内的PKM2和乙酰化的P65蛋白同时增加，组蛋白乙酰转移酶p300表达也上调。Co-IP实验证实PKM2，p65及p300相互结合。PKM2核转位被抑制或者p300被抑制后，细胞核内p65表达下调，同时p65调控转录的IL-6和IL-8表达也下调。在肿瘤皮下模型中，抑制p300蛋白，可以抑制肿瘤生长。本课题研究发现肿瘤外泌体短期激活NF-κB是通过经典途径，IKKα/β磷酸化从而促进p65磷酸化后入核促进炎症因子转录，而在长期情况下，肿瘤外泌体导致NF-κB持续激活是由于PKM2入核通过p300导致p65乙酰化，p65在细胞核内滞留（投稿中）。本研究提示了肿瘤细胞可以教育正常的间质细胞成为促进肿瘤进展的CAF，从而形成肿瘤炎症微环境，而靶向肿瘤炎症微环境可能为肿瘤治疗提供新的靶点。