UC癌变早期MDSC诱导和分化机制研究

Recently, several lines of studies have shown that unresolved chronic inflammation contributes to tumor development. Incidence of colorectal cancer in population with ulcerative colitis is much higher than those without UC. Thus, elucidating the molecular link between chronic inflammation and cancer has become hotspot in the field of immunology research. Based on previous studies, we give the hypothesis: at the early stage of the development of colitis-associated colorectal cancer, proinflammatory cytokines (e.g. VEGF, GMCSF, IL-6) in the milieu induce the progenitors residing in the colon to differentiate into myeloid-derived suppressor cells (MDSC). MDSC block antitumor immunity via autocrine or paracrine pathways and facilitate the growth of tumor. In this work, integrating the experiments in vivo and ex vivo, we will analyze and verify the soluble proteins associated with malignant transformation and MDSC induction, clarify the identity of progenitors, elucidate the signaling pathways responsible for MDSC induction and differentiation, investigate the mechanisms underlying MDSC-mediated suppression of antitumor immunity, and finally demonstrate our hypothesis in multi-layer. Overall, our work will not only provide new insights into link between inflammation and cancer (especially UC and CAC), but also help to find potential therapeutic targets.

近年来的研究发现，慢性炎症的迁延不愈大大增加宿主细胞癌变的风险。如溃疡性结肠炎（UC）人群的结直肠癌（CAC）发生率远高于正常人群。探究慢性炎症与肿瘤间的分子联系已成为当今免疫学研究领域的前沿热点。本课题组在前期研究的基础上，提出以下科学假设：在CAC形成早期，微环境中某些炎性因子（如VEGF、GMCSF、IL-6）诱导结肠组织中的前体细胞分化成为髓系来源抑制性细胞（MDSC），MDSC通过自分泌或旁分泌机制抑制宿主的抗肿瘤免疫，利于瘤细胞的生长。本项目拟通过体内外实验，分析和确证微环境中与UC恶性转化和MDSC诱导相关的蛋白因子，揭示前体细胞的确切身份，阐明MDSC诱导和分化的分子机理，探究MDSC抑制抗肿瘤免疫的作用机制，多个层面论证我们的设想。本课题的研究不仅将在慢性炎症与肿瘤，特别是UC恶性转化研究领域产生新的认识，形成新的理论，而且将有助于发现潜在的干预靶点。

近年来的研究发现，慢性炎症的迁延不愈大大增加宿主细胞癌变的风险。如溃疡性结肠炎（UC）人群的结直肠癌（CAC）发生率远高于正常人群。探究慢性炎症与肿瘤间的分子联系已成为当今免疫学研究领域的前沿热点。本项目在前期研究的基础上，首先确立和优化了AOM/DSS联合诱导CAC模型的最佳剂量和给药时间-腹腔注射AOM(12mg/kg)，5天后喂饮2%DSS水1周，换饮清水2周，继续喂饮2%DSS水1周，如此循环3次。其次，我们通过ELISA方法检测了病灶组织培养上清中GM-CSF、VEGF-A等10个细胞因子的表达水平 ，揭示了这些因子的表达在建模过程中的动态变化。进而，运用蛋白组学技术ITRAQ分析了病灶组织培养上清中差异表达蛋白分子，鉴定出74个差异表达蛋白，对其中一个我们颇感兴趣的蛋白-Eftud2进行了进一步验证，明确了其在肠炎和炎癌转化模型中的高表达，并制备了Eftud2-flox小鼠。接着，我们通过流式分析和体外功能评价，检测和鉴定了UC癌变小鼠各部位MDSC的数量和功能，明确了其与疾病的潜在关联。最后，我们通过体内外实验，证实了GM-CSF和S1P信号对MDSC诱导产生的确切作用，并阐明了S1P/FTY720-ROCK-ERK-ELK-1信号通路对MDSC的调节作用。本课题的研究不仅为揭示UC癌变过程中的MDSC的迁移累积及其调节机制提供了新的思路和理论，而且将为寻找潜在的干预靶点阻断UC恶性转化奠定基础。