补体应答基因RGC-32促进M2型巨噬细胞分化参与结直肠癌转移的机制研究

Response gene to complement 32 (RGC-32) is an important response gene to complement. We have demonstrated that RGC-32 is differently expressed in M1 and M2 macrophages, which could influence the switch of M1 to M2. Tumor associated macrophages (TAMs) represent a distinct type of M2 macrophages, which are involved in recurrence and metastasis of colorectal cancer. Thus, we speculate that an abnormal expression of RGC-32 in TAMs is associated with tumor metastasis. In the study, RGC-32 was firstly interfered or over-expressed in M2 macrophages, and we investigated that whether RGC-32 influences the production of cytokines involved in the promotion of tumor metastasis. Next, M2 macrophages were cocultured with Colon cancer cells to demonstrate the effect of RGC-32 in M2 macrophages on tumor-cell invasion and migration. Lastly, an animal model for colorectal cancer was constructed to further verify the effect of M2 macrophages on tumor metastasis in vivo. These results might provide theoretical basis for antitumor strategies aimed at eliminating TAMs.

RGC-32（response gene to complement-32）是一种重要补体应答基因。本课题组前期研究发现RGC-32差异性表达与M1和M2型巨噬细胞表型的重塑有关。肿瘤相关的巨噬细胞（TAMs)具有M2型巨噬细胞的特征，在结直肠癌的复发转移过程中发挥关键作用。由此推测RGC-32异常表达可能参与结直肠癌转移过程。以此为基点，本研究采用RNAi干扰和逆转录病毒载体沉默和过表达M2型巨噬细胞中RGC-32，观测其对M2型巨噬细胞分泌TGF-β、CCL-18和CCL-22等多种促肿瘤转移相关细胞因子的影响；利用M2型巨噬细胞与结肠癌细胞系共培养体系，证实M2型巨噬细胞中RGC-32异常表达与结肠癌细胞侵袭与转移的相关性；通过构建裸鼠结肠癌动物模型，进一步验证M2型巨噬细胞RGC-32的差异表达对结肠癌转移的影响。本研究将为TAMs作为肿瘤治疗新靶标提供理论依据，具有重要理论意义。

肿瘤微环境中肿瘤细胞来源的趋化和细胞因子募集血液循环中单核细胞并促进其分化成巨噬细胞，这些巨噬细胞和癌细胞相互作用促进肿瘤的发展。我们发现补体应答基因32（RGC-32）在结肠癌细胞和肿瘤浸润巨噬细胞中高表达。结肠癌细胞RGC-32的表达和巨噬细胞浸润与肿瘤的进展具有相关性。不同结肠癌细胞系（HT-29，Caco-2和HCT-116）来源的条件培养基（CMs）和PMA同时刺激THP-1细胞分化为巨噬细胞，其表达RGC-32显著上调。在巨噬细胞中基因沉默和过表达RGC-32，我们发现RGC-32表达的改变可影响巨噬细胞骨架结构，引起细胞迁移能力的变化，但是对M2型巨噬细胞标志CD68、CD163和CD206的表达没有显著影响。将结肠癌细胞与其CMs刺激的THP-1巨噬细胞共培养，我们观察到巨噬细胞RGC-32表达的改变导致结肠癌细胞增殖和迁移能力的变化，进一步研究发现巨噬细胞RGC-32表达通过分泌TGF-β1引起结肠癌细胞COX-2的表达上调，从而增强肿瘤增殖和迁移。另外，结肠癌细胞高表达RGC-32，其可直接引起结肠癌增殖和迁移能力增加。结肠癌细胞系与其CMs刺激的THP-1巨噬细胞共培养，RGC-32在共培养HCT-116细胞的表达显著升高，相反在共培养的HT-29降低。我们发现TGF-β1在HCT-116细胞和THP-1巨噬细胞共培养上清中最高，而IL-6在HT-29细胞和THP-1巨噬细胞共培养上清中最高。TGF-β1和IL-6分别刺激巨噬细胞，结果显示TGF-β1增强结肠癌细胞的表达，IL-6抑制其表达。我们向共培养体系中加入TGF-β1和IL-6封闭抗体，结果显示TGF-β1封闭抗体显著下调HCT-116细胞RGC-32的表达，IL-6封闭抗体显著上调HT-29细胞RGC-32表达，这些结果显示肿瘤环境中TGF-β1和IL-6可调控结肠癌细胞RGC-32的表达。在动物模型中，用TGF-β1封闭抗体处理小鼠能显著地延长小鼠生存期，减少肿瘤大小，免疫组化显示肿瘤组织RGC-32和Ki67的表达及巨噬细胞浸润也显著降低。总之，我们结果显示RGC-32是癌症治疗的潜在靶点，其参与肿瘤浸润巨噬细胞和结肠癌细胞之间的相互作用。