趋化因子CCL2、CCL3在调控骨髓瘤相关巨噬细胞诱导耐药中的作用及机制研究

Macrophages (MΦs) are prominent component in the stromal compartment of tumor .Our research discovered that MΦs are highly infiltrated in Multiple Myeloma (MM) bone marrow (BM) which could protect MM cells from chemo resistance and promote the growth of MM cells, called myeloma associated macrophages (mMΦs). Our previous study showed the elevated expression of chemokines CCL2, CCL3 not only leading to the increased number of MΦs in MM BM, but promote the proliferation of mMΦs. These chemokines also can upregulate the expression of oncogene c-myc，which also related with the secretion of IL-6 in MM cells. We speculate that these chemokines might regulate macrophage polarization and their protective function by affect the signaling pathways via the interaction with chemokine receptors and the direct control of membrane protein on target cells. This application is aimed to identify and elucidate the interaction of chemokines CCL2, CCL3 with mMΦs, explore the roles and mechanism involved in mMΦs phenotypic transition and drug resistance regulated by chemokines, develop effective strategies to break or counteract the protective effects of mMΦs, and improve the treatment of MM by targeting chemokines.

巨噬细胞（MΦs）是肿瘤基质细胞中的重要组分，其在多发性骨髓瘤（MM）患者骨髓（BM）中的大量浸润可以保护MM细胞抗凋亡并诱导细胞耐药，被称为骨髓瘤相关巨噬细胞（mMΦs）。我们在前期研究中发现BM微环境中的趋化因子CCL2、CCL3能趋化MΦs至BM募集并诱导其增殖，促进正常MΦs上调原癌基因c-myc的表达，并与mMΦs分泌MM生长关键性细胞因子IL-6有关。因此，我们推测趋化因子CCL2、CCL3在调控MΦs的功能及表型，使之转化为mMΦs并诱导MM细胞耐药中起到重要作用。其机制可能是通过与趋化因子受体的相互作用、调控靶细胞膜表面分子的表达，从而影响mMΦs内下游分子信号通路。本课题拟在前期研究基础上进一步探索趋化因子CCL2、CCL3在调控MΦs转化为mMΦs及诱导MM细胞耐药中的作用及具体机制，寻找拮抗mMΦs诱导MM细胞耐药的靶向分子，为制定新的MM靶向治疗策略提供理论依据。

前期结果显示巨噬细胞（MΦs）在多发性骨髓瘤（MM）患者骨髓（BM）中的大量浸润可以保护MM细胞抗凋亡并诱导耐药，又称为骨髓瘤相关巨噬细胞（mMΦs）。MM BM微环境中存在趋化因子CCL2、CCL3的表达增高并趋化MΦs至BM募集，诱导其增殖并上调原癌基因c-myc表达，据此推测CCL2、CCL3可能参与mMΦs对MM细胞耐药的保护及自身极化调控，但具体机制未明。本项目在前期研究基础上发现，MM BM微环境中的mMΦs 是CCL2的主要来源，且与MM细胞共培养可以上调CCL2在mMΦs中的表达；体外试验证实rhCCL2可增强mMΦs对MM细胞耐药的保护，并诱导MΦs向促肿瘤M2表型的极化。体内试验发现，使用CCL2配体CCR2抑制剂CCX140-B可以减弱mMΦs的保护作用并诱导其向抗肿的M1型转变。为了进一步探究上述作用机制，通过RNA-sequencing发现CCL2-CCR2轴下游蛋白MCPIP1（MCP-1 induced protein）在其中起关键作用。研究发现，CCL2可以通过激活JAK2-STAT3通路诱导mMΦs表达免疫抑制分子MCPIP1；MCPIP1通过DUB及RNase功能诱导肿瘤细胞耐药并促进MΦs向M2型极化；使用siRNA敲减MCPIP1可减弱mMΦs对肿瘤细胞耐药的保护。在临床样本检测也发现，CCL2在新诊断MM患者血清中的含量明显高于健康供者，并可作为预后不良的标志。综上所述，本课题研究证实趋化因子CCL2在MM BM中的表达增高通过激活JAK2-STAT3通路诱导下游分子MCPIP1在mMΦs中的表达，促进MΦs向促肿瘤M2表型的极化并保护MM细胞免于药物诱导的杀伤；同时MCPIP1也通过其去泛素化及RNase酶功能发挥免疫抑制作用，可能参与MM细胞的免疫逃逸；上述结果为制定MM靶向治疗新策略提供理论依据。