放射诱导内皮细胞源Microvesicles通过TGF-β/Smad信号通路介导口腔癌放疗抗性的研究

Recently, it has been reported that Microvesicles (MVs) may play important roles in tumor relapse and metastasis. However, the detailed mechanism of MVs elicited relapse and metastasis remains unknown. Here, our previous study provided evidence that irradiation induced endothelial cell-derived MVs incorporated transforming growth factor-β1(TGF-β1). In this project, we hypothesize that irradiated endothelial cells delivered the TGF-β1 which were packaged into MVs to the adjacent tumor cells, and further activated the Smad2/3 signaling pathway to modulate the epithelial-to-mesenchymal transition (EMT) and radio-resistance of tumor cells. To confirm the above hypothesis, the present grant was designed to investigate ① the isolation of irradiation induced endothelial cell-derived MVs and how such MVs to fuse with oral cancer cells;② whether TGF-β1 was presented in irradiation induced endothelial cell-derived MVs; ③ regulatory role of TGF-β1/Smad in EMT and raidoresistance of tumor cells;④ correlation of the expression of TGF-β1、MMP9、MVD and p-Smad2 with prognosis of cancer. Our results expect to reveal a novel mechanism of tumor relapse and metastasis, and to provide a slight strategy to improve the radiotherapy of tumor.

近年来研究认为，Microvesicles（MVs）可能是肿瘤复发和转移的基础，但目前对其分子机制知之甚少。我们前期研究发现放射诱导的内皮细胞源MVs中包含TGF-β1，本课题进一步提出假设“放疗诱导的内皮细胞源MVs通过转移TGF-β1至邻近肿瘤细胞，激活Smad2/3信号通路，进而介导肿瘤的上皮-间质转化（EMT）及放疗抗性，促进肿瘤侵袭及放疗后复发”。本课题围绕上述研究假设，重点探讨① 放射诱导的内皮细胞源MVs的提取、鉴定及其与口腔癌细胞相互作用方式；② 放射诱导的内皮细胞源MVs中TGF-β1的检测；③ TGF-β1/Smad信号通路在口腔癌细胞EMT及抗放疗特性中的作用；④口腔鳞状细胞癌标本中TGF-β1、MMP9、微血管密度（MVD）、p-Smad2的表达与临床、预后的关系。研究结果有可能揭示肿瘤术后放疗后复发、转移的一种全新机制，并为将来开发肿瘤放疗协同药物提供重要的思路.

放疗是口腔癌治疗方案中一种重要的辅助治疗方式, 口腔癌术后辅助以放疗是防止疾病复发及转移的重要措施。在临床工作中我们发现即使经过彻底的手术治疗并且辅助以恰当的放疗，肿瘤的复发亦不可避免。最近研究表明,来自激活或者凋亡细胞分泌的microvesicles（MVs）能够充当细胞间交流的使者。MVs作为一种细胞外载体，在肿瘤的发展及转移等生物学方面发挥重要作用。然而，对于微囊泡、放疗、肿瘤复发及转移的研究目前尚不清楚，何种机制与微囊泡介导的肿瘤血管形成及放疗敏感性亦未完全阐明。本研究旨在探讨放疗诱导的内皮细胞源MVs通过转移TGF-β1至邻近肿瘤细胞，激活Smad2/3信号通路进而介导抗放疗特性，促进肿瘤侵袭及放疗后复发。通过体外及组织标本研究发现：1.MVs来源于口腔癌细胞及内皮细胞（HUVEC）中，且能够与靶细胞以融合方式相互作用；2.转移淋巴结中TGF-β以及p-smad2的表达与放疗敏感性呈正相关。通过对比pN+患者术后、放疗后有无颈部淋巴结的再次转移，进行TGF-β以及p-smad2与肿瘤放疗敏感性的研究；3.TGF-β/Smad2信号通路与肿瘤放疗敏感性密切相关；4.Shh表达与转移淋巴结中微血管密度呈正相关性。通过研究pN+患者颈部转移淋巴结发现其高表达Shh，Shh的表达强度与肿瘤微血管密度之间呈正相关性；5.口腔癌细胞源的MVs（T-MVs）中亦含有其它放疗敏感性相关蛋白Shh，T-MVsShh+能够发挥类似于人重组Shh蛋白的生物活性功能，激活Shh相关信号通路，进而促进内皮细胞的体外管状生成。6. 口腔鳞癌组织标本中Shh、Gli1及MVD的表达与临床病理存在相关性。在放疗、颈部淋巴结转移领域建立较完善的研究体系，对于肿瘤复发、转移与放疗的关系等具有疑难性的问题提供一种新的思路和观点。