P-selectin重组蛋白阻断血小板与肿瘤干细胞“对话”抑制结肠癌侵袭转移的实验研究

Targeted drugs bring a gleam of hope with low toxicity and high selectivity for the therapy of colon cancer. P-selectin (CD62P) is a member of the selectin family of cell adhesion molecules, still no drugs targeted P-selectin are used in clinic up to now. In our prophase study, we confirmed P-selectin, mediates the adhesion between platelets and colon cancer cell by regulating P-selectin-Talin1-integrin signaling pathway, thus promote the growth and invasion of colon cancer. Accordingly, we developed recombinant soluble P-selectin protein (P-sel-Fc), and confirmed that P-sel-Fc inhibit tumor invasion and metastasis, and it did not lead to bleed. Our study in the finished NSFC project also indicated that colon cancer stem cell is the fountain of tumor growth, invasion and metastasis. Thereby, we presume that there is interaction between colon cancer stem cells and platelets, and P-selectin is their mediator. In the current project, we will further validate the inhibitory effect of P-sel-Fc on the tumor invasion and metastasis of colon cancer; reveal the crosstalk between colon cancer stem cells and platelets; and identify the molecule mechanism of P-sel-Fc blocking P-selectin-Talin1-integrin signaling pathway. By targeting this platelet-colon cancer stem cell crosstalk, soluble P-selectin protein may afford significant advantages over currently available therapeutics for treating colon cancer.

靶向药物以其高效低毒的优势，在结肠癌治疗中发挥重要作用。P-选择素（P-selectin）是重要的粘附分子，目前尚无以其为靶点的药物用于临床。我们前期研究证实，P-selectin通过P-selectin-Talin1-integrin信号介导血小板与结肠癌细胞粘附，促进结肠癌生长。由此我们研发了可溶性P-选择素重组蛋白（P-sel-Fc），并证实其阻断血小板粘附抑制肿瘤侵袭转移。但P-sel-Fc对结肠癌侵袭转移的作用及具体机制尚不明确。我们已结题国家自然基金研究表明结肠癌干细胞是其侵袭转移的元凶，由此推测P-selectin介导血小板与结肠癌干细胞"对话"而促进其侵袭转移。本项目中，我们将利用基因工程小鼠模型和分子生物学体系，进一步证实P-sel-Fc抑制结肠癌侵袭转移的效果，明确其分子靶向机制；为以P-选择素为靶点阻断血小板和结肠癌干细胞"对话"的抗肿瘤药物开发作出开创性的工作。

研究发现，血小板升高与某些肿瘤患者的不良预后相关，然而血小板在肿瘤中的具体作用及机制尚未阐明。P-选择素（P-selectin）是血小板表面表达的一种粘附分子，我们前期研究初步证实，P-selectin介导血小板与肿瘤细胞粘附，促进肿瘤生长。目前尚无以其为靶点的药物用于临床，由此我们开展相关研究工作，以期研发靶向P-selectin的抗肿瘤药物。在本研究中，我们发现外周血血小板升高与结直肠癌患者不良预后关系密切，在包括结直肠癌、胃癌、肝癌及乳腺癌等多种肿瘤内均有血小板聚集现象，并且与患者分期及肿瘤转移存在相关性。转基因动物实验发现，P-选择素缺失的ApcMin/+小鼠的肠道肿瘤生长受抑，移植瘤模型也发现P-选择素缺失肿瘤转移受抑制，提示P-selectin在肿瘤生长和侵袭转移中的促进作用。转基因动物实验还发现P-selectin 缺失可抑制赖氨酰氧化酶（LOX）的表达，降低肿瘤硬度抑制肿瘤增殖，同时延长小鼠的生存期，这与LOX抑制剂效果相似。组织芯片免疫组化染色发现，P-selectin介导血小板粘附也可以通过促进LOX表达，参与调节结直肠癌肿瘤硬度，与肿瘤生长、转移及患者不良预后密切相关。课题组采用分子生物学技术纯化可溶性P-选择素重组蛋白（hP-sel-Fc），hP-sel-Fc能够阻断P-选择素介导的血小板-结肠癌细胞粘附。免疫共沉淀研究发现血小板中的P-选择素胞内段可以和Talin1结合，从而激活了整合素integrin，实现血小板与肿瘤细胞的粘附。从而证实P-选择素介导血小板-结肠癌细胞粘附通过P-selectin-Talin1-integrin信号介导，而hP-sel-Fc也是通过抑制该通路发挥抑制血小板与结肠癌细胞粘附，从而减少肿瘤组织中血小板的聚集，减少相关生长因子的释放，最终抑制了肿瘤生长。课题研究结果为靶向P-selectin抑制血小板-结肠癌细胞粘附，阻滞肿瘤生长转移的研究提供实验依据，也为可溶性P-选择素重组蛋白的临床应用提供了重要的临床前研究资料。