外泌体p62蛋白作为新型非小细胞肺癌标志物的临床价值及其调控肿瘤相关巨噬细胞的机制

Exosomes are endogenous nano-vesicles secreted by cells with various physiological functions that have emerged as a new tumor biomarker for non-small cell lung cancer (NSCLC). We previously reported that the expression level of NSCLC secreted exosomal p62 protein (NSCLC-Exos-p62) in plasma from NSCLC patients was significantly different from healthy controls, that NSCLC-Exos-p62 can be taken up by macrophages, promoting lung cancer growth, and that research data and bioinformatic analysis indicated that NSCLC-Exos-p62 may regulate phenotype, function, and autophagy of macrophages. Therefore it is hypothesized that plasma exosomal p62 protein can be used as a tumor biomarker for diagnosis, monitoring, and prognosis of NSCLC, and that NSCLC-Exos-p62 can enter into macrophages of the microenvironment and regulate their function, promoting growth of NSCLC. This study is designed to investigate the potential clinical value of NSCLC-Exos-p62 as a newly identified tumor biomarker, and to determine the effect of NSCLC-Exos-p62 on macrophages, using clinical sample complemented with in vivo and in vitro experiments. This study will provide a new strategy for the diagnosis and therapy of NSCLC.

外泌体（Exosome）是由细胞分泌至胞外的具有生理功能的囊泡样小体，有望成为诊断非小细胞肺癌（NSCLC）的新型标志物。我们前期研究发现，NSCLC分泌的exosome中p62蛋白的水平在NSCLC患者血浆和健康对照中差异显著，且exosome p62蛋白能被巨噬细胞摄取，并促进肺肿瘤生长；实验结果和生物信息学分析预测exosome p62蛋白可能参与调控巨噬细胞表型、功能和自噬。据此提出假设：血浆exosome p62蛋白是NSCLC诊断、疗效监测和预后判断的新型肿瘤标志物；NSCLC细胞p62蛋白通过exosome进入肿瘤微环境中的巨噬细胞，调控它的一系列功能转化促进NSCLC的生长。拟通过临床标本及体内外实验全面系统研究exosome p62蛋白作为NSCLC标志物的临床价值；明确exosome p62蛋白调控巨噬细胞的作用及机制，为NSCLC的诊断和治疗提供新的策略。

外泌体（Exosome）是由细胞分泌至胞外的具有生理功能的囊泡样小体，有望成为诊断非小细胞肺癌（NSCLC）的新型标志物。我们前期的工作发现NSCLC分泌的exosome p62蛋白在NSCLC患者血浆和健康对照中差异显著，提示exosome p62可能是NSCLC无创诊断的新型标志物；exosome p62蛋白可能通过调控巨噬细胞表型功能，促进肺肿瘤生长。因此，本项目拟通过临床标本及体内外实验全面系统研究p62蛋白作为NSCLC标志物的临床价值；明确p62蛋白调控巨噬细胞的作用及机制，为NSCLC的诊断和治疗提供新的策略。在本项目的实施过程中，我们发现NSCLC癌组织p62表达明显高于癌旁组织，p62高表达与肿瘤大小、临床分期及有无淋巴结转移，患者不良预后相关。p62蛋白存在于血浆外泌体中，肺癌病人外泌体p62蛋白含量显著高于健康对照组，差异显著。血浆p62的AUC、阴性预测值和准确度均高于传统肿瘤标志物诊断指标，提示p62具备成为NSCLC肿瘤标志物的潜能。此外，本项目通过p62敲除小鼠模型，发现p62敲除显著抑制了小鼠肺肿瘤的生长；通过流式细胞分析，免疫组化验证，发现细胞内的高表达的p62促进肿瘤微环境M2型巨噬细胞和中性粒细胞的浸润。进一步探讨肿瘤细胞内p62驱动炎性微环境形成的机制，采用RNA-seq，趋化因子蛋白芯片筛选、ELISA验证发现肿瘤细胞p62驱动形成上述炎症微环境与趋化因子CXCLl和CXCL8上调表达相关；上述过程是由p62通过NF-kb途径介导CXCLl和CXCL8 mRNA转录增加，同时通过p38-MAPK途径增加CXCL8 mRNA的稳定性而实现。最后，我们还发现exosome p62被肿瘤微环境中的巨噬细胞摄取，并促进其发生M2型转化。综上我们的研究表明，p62蛋白对NSCLC的诊断、疗效监控和预后判断具有重要的临床意义；肿瘤内的p62和exosome p62均是NSCLC炎症免疫微环境形成的重要驱动因素。