多巴胺cAMP相关信号通路对胰腺癌肿瘤相关巨噬细胞表型及功能调控的分子机制以及在化疗增效中的作用

pancreatic cancer is extremely lethal and chemotherapy is the main treatment. Gemcitabine is the first line drug, but its effect is also largely limited, so how to improve the efficacy of chemotherapy is an important issue. We have found that after gemcitabine chemotherapy the murine Panc02 pancreatic tumor shrank significantly; however there were more intratumoral M2 polarized tumor associated macrophages (TAM). It has been reported that M2 polarized TAM is related with the chemo-resistance for paclitaxel and Platinum by IL-1 beta nd MAPK signal pathway. So we hypothesize that the intratumoral M2 polarized TAM induced by gemcitabine contributes to the chemo-resistance. Dopamine can induce or suppress cAMP related signal pathways by binding todopamine receptors. It has been reported that dopamine can regulate macrophages by suppressing IL-1 beta and MAPK signal pathway through cAMP; however its roles to regulate phenotype and functions of TAM have not been reported. We have previously found that dopamine could inhibit the M2 polarization of TAM of pancreatic cancer induced by gemcitabine in vitro. We will further explore the roles of dopamine to regulate the phenotypes and functions of pancreatic cancer TAM and its augment effects in chemotherapy and uncover the molecular mechanisms of the cAMP related signal pathways to present new strategies for the integrated treatment of pancreatic cancer.

化疗是胰腺癌主要治疗手段，吉西他滨是一线用药，但其疗效也极其有限，如何提高其疗效是一大难题。我们发现吉西他滨化疗小鼠Panc02胰腺癌后虽然肿瘤体积缩小，但M2型肿瘤相关巨噬细胞（TAM）却增多。文献报道M2型TAM可通过IL-1 beta以及MAPK等信号通路减弱紫杉醇、铂类等疗效。故我们提出吉西他滨化疗诱导M2型TAM极化可能是导致其化疗耐药的原因之一。多巴胺通过激动多巴胺受体诱导或抑制cAMP相关信号通路发挥作用。研究表明多巴胺可以通过cAMP抑制IL-1 beta 以及MAPK等信号调节单核巨噬细胞功能，但对TAM功能及表型的影响未见报道。我们在前期工作中发现多巴胺可以抑制吉西他滨诱导的小鼠胰腺癌M2型TAM的极化，拟进一步探讨多巴胺对胰腺癌TAM功能及表型的调节以及在化疗增效中的作用，并深入围绕cAMP相关信号通路探讨其可能的分子机制，为胰腺癌的综合治疗提供新的思路。

研究背景. 化疗是胰腺癌最主要的治疗方法之一，吉西他滨（GEM）是一线方案，但疗效有限。如何提高其疗效是一个重要问题。胰腺癌中有大量巨噬细胞(tumor associated macrophages, TAM)。TAM可促进耐药，故以TAM为靶点可潜在提高GEM疗效。多巴胺（DA）是重要神经递质。我们发现TAM表达多种多巴胺受体（DR），拟进一步探讨DA通过TAM对GEM疗效的影响，为提高GEM疗效提供新思路。.研究内容. 1. 利用共培养模型，诱导胰腺癌TAM，分析胰腺癌TAM与naive巨噬细胞（MΦ）形态、表型以及功能分子差异；2.观察TAM上清液对GEM疗效的影响；3.利用共培养体系，观察DA对胰腺癌TAM表型及功能分子的影响；4.利用共培养体系，观察DA对GEM疗效的影响；5. 建立小鼠胰腺癌模型，观察DA对GEM疗效影响；6. 阐明DA对TAM作用的分子机制。.重要结果及关键数据. 1. 胰腺癌TAM呈梭型，有寡、细长伪足，而MΦ呈球形，有多、短伪足。胰腺癌TAM高表达M2型表面分子及功能分子（IL-4，IL-18，IL-10，GM-CSF, TGF-beta1，VEGF-A及IL-1beta ）；2. 胰腺癌TAM减弱了GEM的化疗疗效；3. DA处理胰腺癌TAM后，TAM的M2型表面分子及功能分子如IL10，GM-CSF, IL18以及IL-1beta明显降低，而TNF-alpha 却升高；4. 在共培养体系中，DA提高了GEM的疗效，促进了癌细胞凋亡坏死；5. 在胰腺癌小鼠模型中，DA提高了GEM的疗效，并减少了肿瘤组织中M2型TAM，促进了CD8 阳性T细胞浸润。剔除TAM后，DA作用减弱；6.TAM高表达DRD4。敲除DRD4后，DA对TAM的调节作用受到明显抑制。cAMP以及下游的PKA激动剂也明显减弱了DA对TAM的调节作用。故DA可能通过DRD4从而抑制PKA信号通路激活，进而减弱了TAM的免疫抑制功能。.科学意义. DA可以通过结合DRD4抑制PKA信号通路的激活，从而减弱了TAM的免疫抑制功能，提高了GEM的化疗疗效，为胰腺癌的综合治疗提供了新的思路。