CD146：肿瘤淋巴管新生和转移的关键分子

The lymphatic metastasis of tumor is a major cause of death for many kinds of tumor patients. The tumor lymphangiogenesis is important for tumor lymphatic metastasis. Tumor microenvironment provides a complex molecular network for lymphangiogenesis. However, the mechanism of regulating lymphangiogenesis is lack of in-depth understanding. A very important problem is: whether a key regulator in the tumor microenvironment controls the tumor lymphangiogenesis? Our recent findings are showing that: adhesion molecule CD146 is expressed on lymphatic endothelial cells, and can be upregulated by the tumor conditional medium (CM); targeting CD146 could inhibit the CM-induced lymphangiogenesis; the zebrafish model showed that depleting CD146 leads to lymphangiogenesis disorder. Thus, we propose that CD146 is the key regulator for tumor lymphangiogenesis and metastasis. In this study, we will elucidate the mechanism of CD146 in tumor lymphatic lymphangiogenesis and metastasis by using lung cancer and melanoma model, both of high lymphatic metastasis tumors. We will explore: the mechanism of CD146 in regulating the tumor lymphangiogenesis; the efficiency of targeting CD146 in tumor lymphatic metastasis. This study will provide a new molecular mechanism for tumor lymphangiogenesis and metastasis, and a new target for treating tumor lymphatic metastasis.

肿瘤淋巴管转移是多种实体瘤致死的主要原因。淋巴管新生是淋巴管转移的重要先决条件。肿瘤微环境提供淋巴管新生的复杂分子网络，然而，现有研究对淋巴管新生的调控机制仍缺乏深入了解。其中最重要的一个问题是：肿瘤微环境中是否存在关键的节点分子调控肿瘤淋巴管新生？申请者最近发现：粘附分子CD146在淋巴管内皮细胞上表达，并且肿瘤培养上清能诱导其上调；靶向CD146的抗体能抑制肿瘤上清诱导的淋巴管生成；斑马鱼模型中发现CD146的缺失导致淋巴管生成障碍。由此，申请者提出CD146是调控肿瘤淋巴管新生及转移的关键节点分子。本研究将以斑马鱼、高淋巴管转移的肺癌和黑色素瘤为研究模型，系统阐明：1. CD146调控淋巴管新生和肿瘤转移的机制；2. 靶向CD146的免疫治疗对淋巴管新生和肿瘤转移的治疗效果。希望本研究能为肿瘤淋巴管新生提供新的分子机制，并为临床抑制肿瘤淋巴转移提供新靶标。

本项目以肿瘤淋巴管新生和转移为切入点，利用淋巴管内皮细胞系、斑马鱼淋巴管新生模型、高淋巴管转移性肿瘤模型及CD146敲除小鼠，在分子、细胞和动物水平系统阐述了粘附分子CD146在淋巴管新生和肿瘤转移中的重要作用及机制，揭示了相关的信号通路，并探索了靶向CD146对肿瘤淋巴管新生和转移的影响。首先我们发现，CD146在淋巴管细胞上表达，并且VEGFC能上调其表达；且CD146通过与VEGFR3和VEGFC直接相互作用，活化下游AKT/ERK/p38信号，促进淋巴管内皮细胞的出芽、增殖和迁移。我们接着鉴定了CD146发挥功能的主要结构域，即domain 599-646。为了探索CD146对体内淋巴管新生的功能及机制，我们以可视性好、发育过程明确的斑马鱼作为研究模型。首先，利用全身原位杂交实验证明 CD146 在体内新生淋巴管内皮上高表达。我们利用特异性 Morpholino 分别敲低 CD146 和 VEGF-C 的表达，结果发现两种突变体具有相似的淋巴管生成缺陷，即胸导管形态及功能缺失、心脏瓣膜水肿等。其次，我们利用体内热激过表达系统，证明CD146/VEGF-C 通过调控淋巴管内皮细胞的出芽调节斑马鱼淋巴管生成并且这个过程是不依赖于血管生成。为了研究CD146在肿瘤淋巴管新生和转移中的作用及机制，我们利用CD146敲除小鼠和VEGF-C过表达的肿瘤细胞系构建炎症性淋巴管新生模型和肿瘤模型，发现CD146 参与急性炎症淋巴管生成，CD146 缺失抑制肿瘤淋巴管生成以及相关免疫细胞的浸润，抗CD146抗体 AA98 治疗抑制了肿瘤淋巴结转移。以上结果表明, AA98 治疗抑制肿瘤淋巴管生成，CD146 可以作为肿瘤淋巴管转移治疗新靶标。鉴于我们观察到CD146缺失会导致巨噬细胞浸润的减少，因此我们创造性提出CD146促进巨噬细胞功能和迁移的观点，并在动物模型验证了该假设，且基于这一观点，我们申请了北自然的面上项目并获得资助。项目资助发表SCI论文2篇，待发表2篇；培养博士后1名并晋升副研究员；助研究员晋升高级工程师1名；培养博士生3名，2名毕业，1名在读；培养硕士生1名，已毕业。项目投入经费21.6万，支出20.34万，各项支出与预算基本相符，结余经费1.26万，将用于本项目研究后续支出。