基于TAMs/CXCL1/HSPC轴诱导乳腺癌预转移龛探讨“邪之所凑，其气必虚”的科学内涵及干预研究

Cancer metastasis is considered to be related with “seed and soil” theory, which is similar to Chinese Medicine old saying “The region where pathogenic factors invades must be Qi deficiency”. The discovery of pre-metastatic niche (PMN) provides scientific evidence for both theories, and strategies targeting PMN might bring revolution of cancer treatment. We previously demonstrated that XIAOPI formula could inhibit breast cancer metastasis via targeting TAMs/CXCL1, and TAMs/CXCL1 could promote PMN formation and metastasis both in vitro and in vivo, the mechanism of which is closely correlated with the activation of HSPCs (Hematopoietic stem/progenitor cell). It is hypothesized that XIAOPI formula inhibits breast cancer PMN formation via blocking TAMs/CXCL1/HSPC axis. Our study was designed to explore the biological and therapeutic significance of TAMs/CXCL1/HSPC axis in the process of PMN formation of breast cancer, and therefore provides scientific evidence for the Chinese Medicine theory “The region where pathogenic factors invades must be Qi deficiency”.

肿瘤转移“种子与土壤”学说与中医理论“邪之所凑，其气必虚”异曲同工，预转移龛(Pre-metastatic niche, PMN)的发现客观证实两种理论的合理性，靶向PMN的干预策略将会引起治疗模式的变革。我们前期证实消癖方靶向TAMs/CXCL1通路抑制乳腺癌肺转移，而TAMs/CXCL1可促进乳腺癌PMN形成和体内外转移，其机制与HSPC (Hematopoietic stem/progenitor cell)动员紧密相关。由此设想消癖方可通过抑制TAMs/CXCL1/HSPC轴阻断乳腺癌PMN形成，从而抑制肺转移。本研究拟通过活体细胞转移示踪、骨髓移植、体内外基因重组、临床标本检测及靶标垂钓芯片等技术探讨TAMs/CXCL1/HSPC轴诱导乳腺癌PMN形成的生物意义及中医药防治机制，以此阐释“邪之所凑，其气必虚”的科学内涵，为中医药治未病提供科学依据。

本研究设想消癖方（XPS）可通过抑制TAMs/CXCL1诱导的CXCR2+HSPCs趋向运动，阻断MDSC介导的免疫抑制微环境形成，从而达到预防乳腺癌预转移龛（PMN）成熟继而抑制肺转移的作用。.围绕以上假说，我们首先证明消癖方可抑制巨噬细胞M2型极化和分泌CXCL1趋化因子。消癖方能通过TAMs/CXCL1通路抑制造血前体细胞HSPCs的募集及其向髓源性抑制细胞MDSCs的分化，从而抑制乳腺癌细胞的增殖、侵袭和上皮细胞间质化过程。体内实验证实消癖方能抑制乳腺癌的生长和转移，同时降低肿瘤中TAMs和MDSCs的群落数量。值得注意的是，在消癖方干预早期，其能有效抑制HSPCs/MDSCs向肺部的趋向运动和聚集，从而改善预转移龛免疫抑制微环境，最终达到延迟乳腺癌转移的作用。.其次利用慢性心理应激模型CUMS，证实TAMs/CXCL1是CUMS促进乳腺癌预转移龛形成的主要机制之一。CUMS主要通过GC/GR轴促进TAMs极化和CXCL1的表达，从而促进肺部预转移龛的形成和MDSCs的聚集。同时脾脏体积显著缩小，白髓数量显著增多，而脾切之后乳腺癌转移显著抑制，肺部的MDSCs含量也显著降低，提示预转移龛的形成可能和脾脏免疫动员有关。分子机制研究显示CXCL1可通过CXCR2诱导MDSCs的增殖和趋化，CXCR2的敲除可显著阻断CUMS诱导预转移龛的形成作用，同时将CXCR2敲除小鼠的骨髓移植到野生型小鼠后，预转移龛形成的时间也显著延迟，提示CXCR2可作为干预靶点影响乳腺癌预转移龛的形成。临床研究也证明CXCL1与CXCR2+HSPC群落水平显著相关。.通过计算机模拟分子对接技术联合BLI生物膜层干涉技术鉴定柚皮苷是CXCR2天然抑制剂。柚皮苷可通过CXCR2抑制下游通路STAT3的激活和MDSCs的免疫抑制活性，从而提高CD8+T的乳腺癌杀伤活性。体内研究也证实柚皮苷可抑制预转移龛形成及调控CXCR2+MDSCs的靶向作用，从而为乳腺癌预转移龛的防治提供了一种前体化合物。.通过该项目的实施，共发表学术论文5篇，其中SCI收录论文4篇，2篇在投；授权发明专利2项，软件著作权1项。先后获得省部级以上人才项目2项，省部级奖励1项，院校级奖励1项，科技成果登记1项，培养研究生4名，参与国内外会议交流6次，各项指标任务均已完成。