携带SCF的外泌体活化肥大细胞KIT信号通路在肺癌转移中的作用及机制

It is unclear that the role is mast cell to initiate pre-metastatic niche formation in the lung cancer. The research group found that mast cell defects in lung cancer tumor-bearing mice slowed down the growth of the primary tumor and inhibited the distant metastases. Furthermore, MC degranulation leads to increased expression of tryptase and tumor angiogenesis. Presumably, the mast cells to create cancer metastasis microenvironment angiogenesis involved in tumor progression and metastasis. The study is to investigate that carrying the SCF of exosomes derived from lung cancer cells and mast cells were co-incubated, analyzed on mast cell degranulation composition and function, detected its role in the secretion of tryptase on vascular endothelial cells, and to elucidate the mechanisms of angiogenesis in pre-metastatic microenvironment. Extraction the exosomes derived from tumor-bearing mice with lung cancer lung tissue, seeded in normal mice and KitW-sh/W-sh mice to observe the difference of the tumorigenicity, it is confirmed that SCF secreted by exosomes from lung cancer cells to activate KIT in the surface of mast cells, which led to mast cells degranulation and release of tryptase, and promoted the formation and evolution of microenvironment, angiogenesis and promoted the colonization and growth of lung cancer cells. Successful research will reveal lung cancer cell exosomes by activating mast cells SCF-KIT signaling pathways and the mechanisms of cancer metastasis, and provide the basis for the cut lung cancer pathways.

肥大细胞(mast cell, MC)在肺癌转移中的作用尚未完全阐明。课题组研究发现MC缺陷肺癌荷瘤小鼠原发肿瘤生长速度减慢，远处转移病灶缩小；MC脱颗粒导致类胰蛋白酶表达增加和血管增生。据此推测，MC营造肺癌转移前微环境血管新生参与肿瘤转移。本项目拟通过携带SCF的肺癌细胞源外泌体与MC共培养，分析其激活MC使之脱颗粒的可能性，明确SCF-KIT信号通路使MC脱颗粒效应，检测MC分泌的类胰蛋白酶对血管内皮细胞的作用，阐明转移前微环境血管新生的机制；提取肺癌荷瘤小鼠肺组织来源的外泌体，分别接种于正常小鼠和c-kit基因敲除小鼠对肺癌远处转移能力的影响，验证肺癌细胞源外泌体携带SCF激活MC的KIT导致其脱颗粒并释放类胰蛋白酶，促进血管新生和肺癌细胞定居生长和转移。课题将有助于揭示肺癌细胞源外泌体通过激活肥大细胞SCF-KIT信号通路促进肺癌远处转移的作用和机制，为切断肺癌转移途径提供依据。

肥大细胞在过敏性疾病的作用研究已经非常充分，但是肥大细胞在肺癌微环境中的作用尚未完全阐明，尤其是在肺癌转移方面的作用及机制仍是未解之谜。本项目主要通过携带SCF的肺癌细胞源外泌体与肥大细胞共培养，分析其激活肥大细胞使之脱颗粒的可能性和内容物特性，明确SCF-KIT信号通路使肥大细胞脱颗粒效应，检测肥大细胞脱颗粒中的类胰蛋白酶对血管内皮细胞的作用，阐明转移前微环境血管新生的机制。. 该课题通过实验研究证实，携带SCF的肺癌细胞源外泌体可以被肥大细胞摄取，并在摄取后8小时基本达到顶峰；肺癌细胞源外泌体SCF可以活化肥大细胞KIT信号通路，并使之脱颗粒，释放细胞因子IL-6、TNF-α、MMP-9和类胰蛋白酶等；收集和浓缩肥大细胞脱颗粒上清，刺激血管内皮细胞后引起血管内皮细胞的增殖和迁移的能力。通过Western blot检测血管内皮细胞的JAK-STAT信号通路，其磷酸化蛋白和总蛋白上调，均显著高于对照组。 . 基于以上的研究发现，明确了类胰蛋白酶通过刺激HUVECs细胞中的JAK-STAT信号通路导致血管增殖和迁移，进而促进肺癌细胞的发生发展和远处转移。课题将有助于揭示肺癌细胞源外泌体携带SCF通过激活肥大细胞KIT信号通路促进肺癌远处转移的作用和机制，为切断肺癌转移途径提供依据。防止肥大细胞脱颗粒是肺癌治疗的一个重要目标。肥大细胞作为肿瘤治疗的新靶点，通过选择性抑制血管新生、组织重塑和肿瘤刺激因子，预防肥大细胞介导的免疫抑制,同时阐明肥大细胞释放的颗粒如何在肿瘤部位发挥作用，无疑扩大了我们对肿瘤微环境的理解。以肥大细胞为切入点, 利用肥大细胞的生物学特性，为肿瘤的诊断、治疗和预后提供更广阔的思路，以肥大细胞SCF-KIT信号通路为靶点的抗癌策略将成为临床药物试验的潜在靶点。