经PLGF通路促进非小细胞肺癌转移的机制研究

Recent studies have reported that placental growth factor (PLGF) may facilitate the migration of the cancer cells. However, the studies on Non-small cell lung cancer (NSCLC) is much lacking. In the preliminary study, we detected significantly higher serum PLGF levels in NSCLC patients, and PLGF levels appeared to positively correlate with cancer metastasis. PLGF was seemed to stimulate the Flt-1 receptor on macrophages and to attract and polarize macrophages into tumor-associated macrophages (TAM) via their Flt-1 receptor. TAM subsequently induced the production and secretion of matrix metalloproteinases 9 (MMP9) by NSCLC. Thus we hypothesize that TAM may release transforming growth factor β(TGFβ) to activate P38/MAPK pathway in NSCLC, and eventually activates MMP9 to promote cancer metastasis. A series of gain-of-function and loss-of-function experiments will be applied, using either specific macrophage-eliminator, pathway component inhibitors, transgenes or shRNA to modulate expression of particular genes in NSCLC by lenti vectors. This work may improve our understanding of NSCLC metastasis, especially the signal cascades downstream activation of TAM, which may eventually facilitate development of novel biomarkers and therapeutic targets for NSCLC.

胎盘生长因子（PLGF）近来被发现有显著的促肿瘤细胞转移作用，但对非小细胞肺癌（NSCLC）的作用不清。我们发现多数NSCLC患者体内PLGF升高并与转移呈正相关，并且PLGF具有激活巨噬细胞PLGF受体Flt-1、募集巨噬细胞至肿瘤部位浸润和极性改变而成为肿瘤相关巨噬细胞(TAM)作用，进而刺激肿瘤细胞分泌MMP9。我们推测：PLGF可激活TAM并通过旁分泌TGFβ，结合NSCLC细胞上的受体，反向激活P38/MAPK下游信号传导通路，并激活MMP9表达和分泌，促进肿瘤的侵袭和转移。本课题拟以PLGF为研究对象，利用种植瘤动物模型平台，使用特异性巨噬细胞杀伤剂及PLGF信号通路中关键分子的抑制剂，利用慢病毒载体对特定基因过/去表达，在一系列功能获得/丢失实验中研究PLGF促进转移的分子机理，特别是TAM被激活后进而激活MMP9的下游信号传导通路，为临床发现新的治疗靶点提供理论依据。

在本课题中，我们建立了小鼠体内种植NSCLC模型，应用巨噬细胞杀伤剂，结合使用PLGF信号传导通路中不同分子的特异性抑制剂，使用慢病毒携带转基因(overexpression)及ShRNA (knock-down)，并通过一系列功能获得(gain-of-function)和功能丢失(loss-of-function)实验，了解 PLGF和MMP9之间的相互作用，探讨其下游信号通路的作用机制。发现A549细胞可以诱导PLGF表达，并促进巨噬细胞极化，巨噬细胞被激活后呈现II型极化(TAM)，分泌B型转化生长因子(TGFβ) ，从而反过来激活NSCLC的P38/MAPK下游信号传导通路，并最终激活基质金属蛋白酶MMP9的表达和分泌，促进肿瘤细胞的侵袭转移。.之后，我们又探索了肺腺癌中PLGF通路上游可能的基因，通过TCGA数据库分析分析，MFN2基因可能为其上游基因。我们在整体动物水平上，运用裸鼠成瘤模型，构建了MFN2基因敲减后的人肺细胞株A549成瘤模型，与对照组MFN2基因正常表达的A549细胞株成瘤模型相比，肿瘤生长减缓。通过免疫组化比较两种细胞株中FLT1、PGF、TGFB1、VEGFA、KI67、ITGA2、E2F5共7个与PLGF相关蛋白的表达情况，分析发现FLT1、TGFB1、ITGA2、E2F5蛋白表达与MFN2相关。因此，MFN2基因可能通过PLGF通路影响肺癌发生发展。