肝癌炎症微环境中的间充质干细胞对巨噬细胞转型及免疫功能作用和机制研究

In the inflammatory microenvironment of hepatocellular carcinoma, the macrophage differentiation play an important role in the immune evasion of the hepatocarcinoma cell. But the exact mechanism of the macrophage differentiation is not clear.In our previous study, the inflammatory cytokine promoted the immune suppression of mesenchymal stem cell(MSC) and help the hepatocarcinoma cells escape the immune surveillance and promote the tumor growth(published).Also a large amount of mesenchymal stem cells were detected in the tumor specimens in HCC patients. Our study foucus on the immune regulatory role and mechanism of MSCs that may be employed in the macrophage differentiation. We want to sort the inflitrating MSCs in liver specimens of HCC, and select the key factors involving in the MSCs-regulated macrophage differentiation, and to clarify the exact regulatory mechanism of MSCs-induced macrophage differentiation in the liver specimens of HCC patients. We also exploring the possibility of improving the immune evasion by regulating the key molecules.Combined the immno-fluorescence staining of MSCs and immunoregulatory-associated molecules for macrophage differentiation in HCC patients, we examine the clinical prognosis of HCC to find the new mechanism of the immune escape mechanism of the hepatocarcinoma cells, and provide a new theoretical basis for the clinical treatment to improve the immune evasion in hepatocarcinoma patients.

肝癌炎症微环境中局部浸润的巨噬细胞的表型转换在肝癌细胞免疫逃逸中扮演重要角色，其表型转换的具体机制目前尚无定论。前期研究发现，炎症因子诱导小鼠间充质干细胞MSC发挥免疫抑制功能，协助肿瘤细胞逃避免疫监视，促进肿瘤生长（已发表)；同时在临床肝癌标本中检测到大量间充质干细胞浸润。本课题着重探讨间充质干细胞对巨噬细胞表型转换的免疫作用和机制。本课题拟分选临床人肝癌组织标本中浸润的间充质干细胞，结合正常对照组，与体外诱导的M1型巨噬细胞共培养，筛选人肝癌炎症微环境中间充质干细胞免疫调节巨噬细胞表型转换的关键因子，阐明人肝癌组织中浸润的间充质干细胞免疫调节巨噬细胞表型转换功能的具体机制，并研究通过调控相关分子达到改善肝癌局部免疫逃逸状态的可能性；利用免疫荧光染色研究临床标本中间充质干细胞及其免疫调节巨噬细胞表型转换的相关分子与肝癌患者预后的相关性。

肝癌炎症微环境中浸润的巨噬细胞的表型转换与肝癌细胞免疫逃逸密切相关。向炎症微环境特异性趋化的间充质干细胞（ mesenchymal stem cells, MSCs）具有免疫调节作用，我们研究主要探讨肝癌炎症微环境诱导的MSC对于巨噬细胞表型的调控，促进肝癌细胞免疫逃逸的新机制。我们前期研究发现在肝癌组织标本中存在大量MSC和M2型巨噬细胞浸润，同时发现IFN-γ和TNF-α联合预处理后的MSC产生免疫抑制作用，能协助肿瘤逃避免疫监视进而促进肿瘤生长。本研究拟在前期研究基础上更进一步明确肝癌炎症微环境中MSCs免疫调节巨噬细胞表型转换作用和分子机制。我们研究证实衰老相关肝损伤炎症微环境中更多的MSC募集依赖于Kupffer细胞，Kupffer细胞自噬水平降低促进炎症因子TNF-α和IL-6的分泌，导致衰老小鼠肝脏中募集更多的MSC，抑制衰老肝脏中Kupffer细胞激活显著减少MSC向肝脏的趋化。同时我们的研究证明过表达Sirt1的MSC抑制小鼠前列腺癌的生长，并证实了巨噬细胞和中性粒细胞是过表达Sirt1的MSCs发挥抗肿瘤免疫应答主要的效应细胞，过表达Sirt1的MSC分泌CXCL10趋化因子趋化中性粒细胞，过表达Sirt1的MSCs处理组IFN-γ分泌显著升高，进而促进巨噬细胞向M1型巨噬细胞的转型，其INOS表达增加，产生更多的NO发挥抗肿瘤免疫作用。此外，我们的研究进一步发现MSC在炎症因子刺激条件下，抑制肺泡巨噬细胞向炎症表型转换，发现MSC分泌IL-6并通过JAK-STAT3通路进而激活肺泡巨噬细胞SOCS3的活化，通过抑制 NF-κB信号通路，从而抑制肺泡巨噬细胞向M1炎症表型转换。我们的研究阐明了MSC发挥免疫调节肺泡巨噬细胞表型转换的作用机制。上述研究结果目前已发表SCI论文3篇，总影响因子为10.63分，并培养了2名硕士研究生。我们工作组完成了项目的预期研究目标，阐明了炎症微环境中间充质干细胞对于巨噬细胞表型的调控及作用机制，证实 IL-6/STAT3/SOCS3信号通路在间充质干细胞发挥免疫调节肺泡巨噬细胞表型转换中的重要作用，上述肿瘤微环境中间充质干细胞免疫调节巨噬细胞表型转换的具体机制深入阐明，可以改善肿瘤局部免疫逃逸状态，为临床治疗靶点提供了一定的理论基础。