肿瘤放疗诱导微环境释放的TNFα介导Wnt通路激活的机制研究

Therapy-induced changes in tumor microenvironment (TME) are now widely appreciated. Proinflammatory cytokine TNFα released from tumor associated macrophages (TAM) plays a pivotal role in TME modification. It has been reported that TNFα was involved in activation of Wnt pathway; however the underlying mechanism is not clear. We previously demonstrated that EBV-LMP1, a member of TNFR superfamily, can interact with Dvl2 (a component of canonical Wnt pathway) and other members of the superfamily can also do so. Thus, we hypothesize that the TME may be modified by LMP1-containing exosomes, which in one hand activate TAM to release TNFα that activates Wnt signaling in tumors, in other hand, are fused with LMP1-nagative cancer cells, activate Wnt pathway and increase the stemness of the cells, leading to radio-resistance. To experimentally validate our hypothesis, we will investigate radiotherapy-induced changes in TME via TNFR superfamily and establish the detailed mechanisms of the activation of Wnt signaling network by TNF from TAM in nasopharyngeal carcinoma following radiotherapy insult.

放化疗对肿瘤微环境TME的改造导致治疗抗性受到日益关注。治疗诱导肿瘤相关巨噬细胞TAM分泌的炎性因子TNFα介导和参与了炎性微环境的形成。研究表明TNFα能够维持Wnt通路的活性，但其激活机制不清。我们前期发现，TNFR超家族成员EBV-LMP1可与Wnt成员Dvl2相互作用，从而激活Wnt通路；TNFR超家族其他成员如TNFR、CD40也与Dvl2相互作用。我们提出：放疗可使肿瘤细胞释放携带LMP1的exosome对肿瘤微环境进行改造：一方面LMP1-exosome激活TAM，释放TNFα，进一步激活肿瘤细胞Wnt通路；另一方面LMP1-exosome通过作用于其他肿瘤细胞，激活Wnt通路，导致肿瘤细胞干性增强，引起放疗抵抗。本项目将以鼻咽癌为模型，通过对TNFR超家族和肿瘤治疗后TME改变的研究，探讨放疗后TAM释放的TNFα对Wnt通路调控的新机制及其在放疗抵抗中的作用与意义。

炎症如何致癌一直是国际前沿领域的重要科学问题。炎症微环境对于肿瘤诱发、肿瘤治疗抵抗、免疫清除和逃逸等具有高度相关性。研究炎症微环境对了解肿瘤发生进展和攻克治疗抵抗等具有重要理论意义和应用价值。TNFα是肿瘤炎性微环境释放的主要促炎因子之一，通过结合TNF受体TNFR，激活JNK、MAPK、NF-κB等信号通路介导炎症发生和维持。TNFR超家族成员包含了多种成员，例如EBV-LMP1、TNFR、CD40等。有证据表明，不同TNFR与相应配体的互作介导了众多的细胞生物学过程。本项目中，一方面我们发现炎症诱导结肠癌中Wnt/β-catenin通路重要蛋白Dvl2通过结合TNFRI促进受体内吞，从而抑制下游炎症信号NFκB，这一过程分别受Wnt信号和微环境炎症因子IL13调控，揭示了Dvl2作为肠炎-癌转化的枢纽分子能够双向调控炎症和致癌信号的重要功能；另一方面，我们发现EB病毒编码的致瘤蛋白LMP1（属于TNFR超家族）通过抑制PERK促进肿瘤的生长和增加肿瘤化疗的敏感性，使病人获得更好预后。LMP1结合PERK并抑制其发生多聚化，从而抑制PERK活性，进而抑制下游Nrf2介导的抗氧化反应，增加胞内ROS水平，提示PERK是连接DNA致瘤病毒（EBV）促瘤和化疗敏感的桥梁分子，提供了靶标PERK治疗癌症和利用LMP1作为肿瘤预后标记物的新的临床思路。.综上，本项目分别探讨了TNFRI和EBV-LMP1对肿瘤发展和治疗的重要作用，深入阐明炎症微环境调控肿瘤的分子机制，炎症相关受体TNFR超家族成员对肿瘤治疗和预后的重要作用，研究加深了我们对炎-癌动态转化机制的理解，为临床预防和逆转炎症导致的肿瘤提供了新策略。