ATF4介导的M-CSF/M-CSFR信号通路在血管瘤发生发展中的作用及分子机制研究

Infantile hemangiomas (IH) are the most common benign tumor of infancy, which are characterized by the rapid development in the proliferating phase and may result in the disfigurement and dysfunction. Previous studies have reported that macrophages are prevalent in the proliferating phase and play important roles in IH. In addition, our preliminary researches indicate that the hemangioma stem cells (HemSCs) could promote the migration and differentiation of monocytes or macrophages under hypoxic conditions, which may be due to the up-regulation of activating transcription factor 4 (ATF4) and M-CSF/M-CSFR signaling pathway. The aims of our project are as follows: (1) To uncover the roles of M-CSF/M-CSFR in the macrophage infiltration and polarization of IH; (2) To investigate the effects of hypoxia and ATF4 in the above process; (3) To explore the effects of ATF4- or M-CSF/M-CSFR-targeting strategy on the treatment of IH using the murine model of IH. Our project would be beneficial for developing novel remedy for IH or other angiogenesis-related diseases.

血管瘤是婴幼儿最常见的先天性良性肿瘤，快速增生期病变进展较快，引起严重的形态和功能障碍。现有研究及本课题组前期研究已证实增生期血管瘤中存在大量巨噬细胞，促进血管瘤快速发展。此外，本课题组前期实验发现：缺氧条件下，血管瘤干细胞可促进单核细胞和巨噬细胞的迁移、极性转换，且与转录因子ATF4和M-CSF/M-CSFR信号通路表达上调有关。本课题旨在研究M-CSF/M-CSFR信号通路在增生期血管瘤组织中对巨噬细胞浸润和极性转换的调控作用，并深入探讨局部缺氧微环境及ATF4在上述过程中的介导作用和具体分子机制；在此基础上以血管瘤裸鼠模型为实验对象，探讨靶向转录因子ATF4或M-CSF/M-CSFR信号通路抑制巨噬细胞浸润和极性转换、抑制血管生成在血管瘤治疗中的应用前景。本课题研究有助于开拓血管瘤治疗的新疗法，并可能为治疗其他病理性血管增生相关疾病提供新思路。

越来越多的研究揭示了缺氧状态及其在口腔颌面部肿瘤的独特进展中的关键作用，激活转录因子4(ATF4)是介导细胞对各种应激信号适应的重要基因，可使肿瘤细胞在缺氧条件下获得生存优势，调节肿瘤进展。，IH是婴儿期最常见的良性肿瘤，然而，ATF4在IH中的潜在作用仍不清楚。本研究采用免疫组织化学和免疫荧光双标技术检测IH组织中缺氧诱导因子-1α、ATF_4和巨噬细胞集落刺激因子(M-CSF)的表达，并进行等级相关检验。结果显示，增生期IH与消退期IH相比，HIF-1α、ATF4和M-CSF的表达明显上调。同时，HIF1α和ATF4与ATF4和M-CSF呈正相关和同步表达。此外，我们的体外研究表明，缺氧可明显上调血管瘤干细胞中缺氧诱导因子-1α、ATF4和M-CSF的表达。最重要的是，它们的表达与IH中M2极化的巨噬细胞的百分比一致相关。所有这些结果和已有的证据表明，缺氧诱导的ATF4表达可能通过M-CSF诱导的M2极化巨噬细胞浸润来促进增殖的IH进展。.与此同时，我们探讨激活转录因子4(ATF4)在牙源性角化囊肿(OKC)中的表达及其与缺氧和M2极化巨噬细胞浸润的关系，以及与OKC血管生成的潜在关系。采用免疫组织化学方法检测血管内皮生长因子4、缺氧诱导因子1α、巨噬细胞集落刺激因子和核因子受体激活剂B配体(RANKL)在口腔鳞癌组织和正常口腔粘膜中的表达。同时用CD31抗体检测微血管密度(MVD)。用CD68+和CD163+双重染色鉴定M2极化的巨噬细胞。用Spearman等级相关检验和系统聚类法确定ATF4与缺氧诱导因子-1α、M-CSF和M2极化巨噬细胞浸润的相关性。采用人永生化口腔上皮细胞(HIOECs)进行体外实验。我们的研究结果表明，与OM相比，OKC上皮中HIF1α、ATF4和M-CSF的表达显著上调。血管内皮生长因子4的表达与缺氧诱导因子-1α、M-CSF、微血管密度、M2极化巨噬细胞浸润呈正相关。OKC上皮衬里ATF4的高表达可能促进M2巨噬细胞在低氧条件下的浸润，从而导致OKC的发生发展。