化疗后肿瘤相关巨噬细胞通过NF-κB信号通路促进乳腺癌耐药的机制研究

Chemotherapy resistance is an important cause of tumor treatment failure, and tumor microenvironment plays an important role in chemotherapy tolerance. In addition to killing tumor cells, chemotherapy drugs can also change the tumor microenvironment. The status of TAM function in the tumor microenvironment after chemotherapy and whether it is different from before chemotherapy is not clear, so the applicant intends to explore the functional status of TAM after chemotherapy and its effect on breast cancer progression. Previous reporters found that in breast cancer, the number of TAM after chemotherapy was related to chemotherapy sensitivity, distant metastasis, and overall survival time. TAM and pre-chemotherapy infiltration of breast cancer after chemotherapy were found by expression profiling and single-cell sequencing. The infiltrated TAM is different and the NF-κB signaling pathway is activated. Since NF-κB plays an important role in promoting tumor progression, the applicants intend to further study the role of NF-κB-activated TAM in breast cancer chemotherapy tolerance after chemotherapy. The mechanism of activation of NF-κB in TAM after chemotherapy, as well as the activation of NF-κB in TAM after intervention chemotherapy, can determine whether it can enhance the sensitivity of breast cancer to chemotherapy and improve the prognosis of breast cancer patients.

化疗耐受是导致肿瘤治疗失败的重要原因，肿瘤微环境在化疗耐受中具有重要作用。化疗药物除了可以杀伤肿瘤细胞外，还可以改变肿瘤微环境。化疗后肿瘤微环境中的TAM功能状态以及是否与化疗前不同还未明确，因此申请者拟通过本项目探索化疗后TAM的功能状态以及对乳腺癌进展的影响。前期申报人发现在乳腺癌中，化疗后的TAM的数量与化疗敏感性、远处转移、总生存时间相关，通过表达谱分析和单细胞测序发现化疗后的乳腺癌中浸润的TAM与化疗前浸润的TAM是不同的，并且NF-κB信号通路是活化的。由于NF-κB在促进肿瘤进展中具有重要作用，因此申请者拟在前期研究的基础上，进一步研究化疗后NF-κB活化的TAM在乳腺癌对化疗耐受中的作用，明确化疗后TAM中NF-κB在化疗后活化的机制，以及通过干预化疗后TAM中NF-κB的活化，明确是否可以增强乳腺癌对化疗的敏感性、改善乳腺癌患者的预后。

肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)是绝大多数实体肿瘤中浸润的主要免疫细胞成分，有研究发现巨噬细胞的表型和功能不是一成不变的，但肿瘤中浸润的巨噬细胞在化疗后是否发生变化、如何影响化疗敏感性尚不明确。因此，申请人首先通过比较化疗前和化疗后肿瘤中巨噬细胞的mRNA的表达以及蛋白组学的差异，发现化疗后的肿瘤局部环境中升高的IFN使巨噬细胞从“M2”型转变为促炎的“M1样”表型，两个重要的炎症信号通路Jak1-STAT1及NF-κB被活化。进一步发现化疗后肿瘤中的巨噬细胞通过NF-κB调控的细胞因子IL-6、IL-8和TNF-α作用于肿瘤细胞促进肿瘤进展；同时，它们还可以通过STAT1调控的细胞因子CXCL9、CXCL10和IL-15募集并激活CTL，增强抗肿瘤免疫，从而使得巨噬细胞具有促肿瘤、抗肿瘤两种相反的作用。我们进一步通过对化疗前后巨噬细胞中的lncRNA进行高通量筛选，发现lncRNA IRENA参与了化疗后巨噬细胞的促肿瘤作用。在机制研究方面，我们发现IRENA是由IFN激活的信号通路Jak1-STAT1调控的，进一步经RNA pulldown实验及蛋白质谱分析发现，与IRENA相互作用的功能蛋白是一个RNA感受器 - PKR。IRENA通过两个茎环结构将PKR单体“吸引”在一起，促进PKR形成同二聚体并发生磷酸化，而磷酸化的PKR可以激活NF-κB信号通路，导致巨噬细胞获得促肿瘤的功能，而不影响STAT1活化作用下的抗肿瘤免疫。该研究首次利用巨噬细胞条件敲除lncRNA的自发成瘤小鼠，揭示了化疗可以重塑肿瘤生态系统，使巨噬细胞同时具有“双刃剑”的促进肿瘤进展和抗肿瘤免疫的作用。而lncRNA IRENA调控了巨噬细胞促肿瘤和抗肿瘤作用的走向，可以作为一个抗肿瘤/促肿瘤的开关，同时也是充满吸引力的提高化疗敏感性、改善患者预后的靶点。