脂肪细胞通过CCR2-CCL2生物学轴促进乳腺癌转移与上皮-间质转化的作用与机制研究

Obesity is closely associated with cancer incidence and lethality. It will offer great improvements for cancer prevention and treatment if any of the paracrine factors secreted by adipocytes that cause changes in the phenotypic behavior of malignant cells are defined. Our previous data showed that human breast cancer cells cocultivated with mature adipocytes exhibited increased invasive capacities, e.g. epithelial-mesenchymal transition (EMT). We further showed that CCL2 secretion was greatly increased in the coculture system. Likewise, the expression of CCR2, the cognate receptor of CCL2, was also improved in breast cancer cells, indicating the possible involvement of CCR2-CCL2 axis in the adipocyte-induced cancer cell EMT. To address this issue, we will take advantage of a novel CCR2 inhibitor, NDS-1892, which was developed in our previous screening work. We will first examine the effect of CCR2-CCL2 axis on breast cancer metastasis in the adipocyte-cancer cell coculture system, and then investigate possible mechanisms by which CCR2-CCL2 axis might modulate breast cancer cell EMT. To further assess the ability of CCR2-CCL2 axis to influence tumor progression and metastasis, we will finally conduct in vivo tumorigenesis and metastasis assay in athymic nude mice. Our work will pave the way for future studies aimed at determining EMT regulation in cancer metastasis, and will provide new opportunities to set up specific strategies for novel anti-cancer drug development.

肥胖与肿瘤发病率、死亡率密切相关，如能发现脂肪细胞作用于肿瘤的关键分子，就可有效进行肿瘤的预防与治疗。我们在前期建立了脂肪细胞与乳腺癌细胞的共培养体系，发现脂肪细胞可以促进肿瘤细胞的迁移与上皮-间质转化（EMT）。进一步研究发现，趋化因子CCL2在共培养体系中显著增加，而肿瘤细胞上其受体CCR2的表达也增强。这提示CCR2-CCL2轴可能与脂肪细胞诱导迁移和EMT相关，而目前还没有这方面研究与报道。我们拟结合前期筛选得到的CCR2小分子抑制剂NDS-1892，研究CCR2-CCL2轴、EMT与脂肪细胞促瘤作用之间的联系，主要内容包括：（1）CCR2-CCL2轴促进肿瘤转移的作用；（2）CCR2-CCL2轴参与乳腺癌细胞EMT的作用及机制；（3）以裸鼠原位乳腺癌模型，研究CCR2-CCL2轴的体内作用。该研究将进一步丰富EMT相关理论，并为发现新的抗肿瘤靶点，开发新型抗肿瘤转移药物奠定基础。

肥胖是我国最大的医学社会问题，超重和肥胖人群已接近我国总人口的1/2。流行病学研究表明，肥胖与肿瘤的发病率、死亡率密切相关，寻找脂肪细胞作用于肿瘤的关键分子，对于肿瘤的防治具有重要意义。本课题在前期发现脂肪细胞促进乳腺癌细胞迁移运动，诱导上皮-间质转化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）的基础上，从建立脂肪细胞和肿瘤细胞的共培养体系入手，发现了趋化因子CCL2是脂肪细胞作用于肿瘤细胞的关键因素；并进一步鉴定共培养体系中CCL2的主要功能受体为CCR2；接下来，围绕CCR2-CCL2生物学轴在脂肪细胞促进肿瘤转移过程中的关键作用进行研究，通过基因沉默、过表达、中和抗体以及特异性小分子抑制剂等多种实验方法，证明了CCR2-CCL2可促进乳腺癌细胞的侵袭迁移能力，并诱导肿瘤细胞的EMT。由于脂肪细胞在共培养时TGF-β分泌显著增加，我们接下来探讨CCR2-CCL2生物学轴参与TGF-β诱导的EMT的分子机制，发现TGF-β可促进CCL2的分泌，上调乳腺癌细胞中CCR2的表达，TGF-β/Smads信号通路是调控CCR2启动子的关键因素。相应的，抑制CCR2也可降低Smads的磷酸化，抑制TGF-β信号通路的活性。CCR2-CCL2生物学轴与TGF-β1在临床标本中高度相关。我们进一步发现有氧糖酵解是乳腺癌细胞发生侵袭、迁移、EMT的能量基础，脂肪细胞通过CCL2，激活胞内糖代谢调控关键因子AMPK，从而诱导有氧糖酵解。最后，我们研究了前期筛选得到的小分子化合物DT-13，其对肿瘤细胞上CCR2具有良好的抑制效果，可以显著抑制乳腺癌的体内外转移。. 本课题从肥胖与肿瘤的相互联系出发，着重于探索脂肪细胞影响肿瘤细胞生物学行为的分子机制，不仅有助于进一步了解肥胖与肿瘤之间的相互关系，也能为寻找抗肿瘤药物新靶点、开发新型抗肿瘤转移药物打下基础，对于癌症的预防、控制具有十分重要的意义。. 通过本课题的实施，已培养（毕业）研究生5人；发明专利1项（一通已过）；另有2项发明专利正在申报中；发表论文9篇，其中SCI论文6篇，中文核心期刊3篇；另有3篇SCI论文在投，其中一篇已小修修回，即将接收。