α2δ1+肺癌干细胞与肿瘤相关巨噬细胞的相互作用及分子机制

The interaction between tumor stem cells (TSCs) and tumor associated macrophage (TAMs) and alteration within tumor cells play an important role in the development of tumor, and the novel strategy to inhibit this relation has application prospect. However, how the mutual effect between TSCs and TAMs appears and what is it for molecular mechanism are on the early stage. Our previous study found that CACNA2D1(α2δ1)-calcium ion channel subunit was a biomarker for lung TSCs, the α2δ+ TSCs recruited TAMs in lung cancer tissues, and TAMs promoted stem cell properties of lung cancer cells. This project wants to study how α2δ+ TSCs influence on TAMs and TAMs impact on the cells of lung cancer, and explore the novel molecular mechanism for this interaction through co-culture between TSCs and TAMs. Our project will find the novel regulated mechanism for relation between TSCs of lung cancer and TAMs and might be provide potential targeted therapy for the new antitumor drug.

肿瘤干细胞（TSCs）与肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）的交互作用及其发生的细胞内变化是肿瘤发生、发展的关键，抑制其交联作用被认为是具有应用前景的抗肿瘤新策略。然而肺癌TSCs与TAMs之间是怎样相互影响而改变肿瘤细胞恶性特征的研究仍处于起步阶段。我们前期的工作发现钙离子通道亚基CACNA2D1（α2δ1）是肺癌TSCs分子标志物，而α2δ1阳性的肺癌组织有TAMs聚集，并且TAM能够促进肺癌细胞的干性特征。本项目将通过α2δ1+肺癌TSCs与TAMs共培养模式，系统研究α2δ1+肺癌细胞对于TAMs的募集作用以及TAMs对于肺癌细胞干性特征的改变，深入探索参与调控的分子机制。本课题将发现新的肺癌TSCs与TAMs交互作用的调控机理，为设计新型抗肿瘤药物提供潜在靶点和新思路。

肿瘤干细胞是一部分具有高度增殖能力、自我更新潜能和多向分化能力的细胞亚群，被认为是肿瘤侵袭、转移及发生耐药的主要原因。肿瘤干细胞与肿瘤微环境的巨噬细胞相互作用在肿瘤发生发展中起着重要作用，抑制其交互作用被认为是具有应用前景的抗肿瘤新策略。项目主要研究α2δ1作为肿瘤干细胞表面分子，对于非小细胞肺癌（non-small cell lung cancer, NSCLC）干性特征的影响。进而，探讨α2δ1肺癌细胞与肿瘤相关巨噬细胞相互作用以及分子调控机制。. 实验结果显示α2δ1阳性NSCLC亚群细胞的球体形成，干细胞相关分子表达水平以及成瘤性等肿瘤恶性特征强于其阴性亚群。流式细胞术证实α2δ1阳性细胞亚群具有分化功能。此外，在NSCLC的α2δ1过表达细胞中转录因子增强T细胞核因子（Nuclear factor of activated T cells，NFATc2）表达上调，而在敲减的NSCLC细胞中，NFATc2表达下调。. 生物信息预测NFATc2与ABCG2, Bmi1和Notch3启动子具有多个结合位点，实验证实NFATc2具有激活ABCG2启动子活性的作用。α2δ1阳性NSCLC能够诱导巨噬细胞转化为M2型，而M2型巨噬细胞具有促进NSCLC细胞侵袭及球体形成功能。此外，我们发现转录因子NFATc2能够富集去泛素化信号通路，引起去泛素化酶DUB3及IL-4上调。DUB3能够与IL-4结合，有可能通过抑制后者的降解，促其释放而引起巨噬细胞向M2型转化。此外，高表达α2δ1的NSCLC患者比低表达的患者无进展生存期及总生存期短。进而，我们使用α2δ1单克隆抗体处理NSCLC接种的异种移植小鼠，发现能够明显抑制肿瘤细胞的生长。. 综上所述，α2δ1能够作为NSCLC肿瘤干细胞标志物，诱导巨噬细胞发生M2型转化，而M2型巨噬细胞能够促进NSCLC的干性特征。α2δ1有可能通过上调NFATc2而激活干性相关分子转录，并通过去泛素化酶DUB3促进IL-4上调而引起巨噬细胞向M2型转化。因此，抑制α2δ1 NSCLC与巨噬细胞交互作用，有可能为设计新型抗肿瘤药物提供潜在靶点和新思路。