髓细胞条件性敲除Apc2调控巨噬细胞极化及其在肿瘤发生中的作用研究

APC2 is a catalytic core subunit of APC/C (anaphase promoting complex/cyclosome), which is a multi-subunit E3 ubiquitin ligase that primarily governs cell cycle progression. Recently, myeloid cell-specific knockout mice of Apc2 gene was generated in our laboratory and the mutant mice could repress spontaneous tumor, eliminate subcutaneous tumor isografts, and restrain AOM-DSS-induced colon tumor, which suggest that myeloid cells that specific knockout Apc2 gene have energetic antitumoral activities. On the other hand, the roles of tumor-associated macrophages (TAM) in tumorigenesis and tumor progression are attracting attentions. Furthermore, we found that Apc2 knockout macrophages express elevated level of M1 characteristic genes and decreased M2 featured genes, which indicates APC2 might contribute to macrophage polarization. Based on these primary data, we propose to determine the roles of myeloid APC2 in tumorigenesis and polarization of macrophages, to explore the molecular mechanisms that how APC2 orchestrating the polarization of macrophages and its potential functions in tumorigenesis. Our research will disclose the influence of APC2 in the correlation between macrophage polarization and tumorigenesis and shed new insights on theoretical basis on the early prognosis, prevention and immunotherapy of related cancer.

APC/C是在细胞周期调控中发挥关键作用的E3泛素连接酶复合体。其中， APC2是APC/C的催化核心蛋白。最近，本课题组建立了Apc2髓细胞条件性敲除小鼠，发现Apc2敲除小鼠可以抵抗自发肿瘤、排斥移植肿瘤、抑制AOM-DSS诱导肠癌的发生，提示缺失Apc2的髓细胞具有强烈的抗肿瘤活性。另一方面，肿瘤相关巨噬细胞的大量浸润在肿瘤发生发展中的重要作用正日益受到重视。我们进一步发现， Apc2敲除的巨噬细胞表现M1型基因表达上升、M2型基因表达下降的现象，提示APC2在巨噬细胞M1/M2型极化中发挥重要作用。本课题将在这些研究工作的基础上，进一步明确髓细胞APC2在肿瘤发生及巨噬细胞M1/M2型极化中的作用，深入探索APC2影响巨噬细胞极化的分子机制及其在肿瘤发生中的作用。这些研究可望揭示APC2在肿瘤发生与巨噬细胞极化中的作用，为肿瘤的早期诊断、预防及相关肿瘤的免疫治疗提供新的实验证据。

Anapc2是细胞周期后期促进复合物APC/C的核心组分，我们的前期研究表明造血干细胞中敲除Anapc2基因产生再生障碍性贫血的表型，而成熟血液细胞中Anapc2的功能有待研究。小鼠髓细胞特异性敲除Anapc2基因后发现Anapc2基因敲除不影响髓细胞的发育而影响巨噬细胞极化，诱导巨噬细胞向M1型极化相关基因表达比对照组高而M2型极化相关基因表达较低，且巨噬细胞的吞噬能力显著增强。质谱分析发现Anapc2基因敲除抑制APC/C功能并稳定Ube2S，Top2A等底物蛋白。为明确APC/C复合物功能对巨噬细胞极化的影响我们构建了髓细胞特异性敲除Fzr1基因小鼠，Fzr1基因敲除的巨噬细胞中M1型极化相关基因iNOS表达明显弱于对照组小鼠，而LPS与IFN-gamma处理可以在转录水平上调Fzr1表达，Fzr1可能在炎症反应中发挥重要作用。与之相一致的是，Fzr1-mKO小鼠比对照组小鼠更能抵抗DSS诱导的急性肠炎。我们首先发现肾癌中转录因子KLF5作为肿瘤抑制因子与病人的生存期正相关，DNA甲基转移酶1高表达造成的KLF5基因高甲基化与KLF5在肾癌的低表达有关，甲基转移酶的抑制剂5-Aza-CdR可以恢复KLF5表达并抑制肾癌的发展。多种类型肿瘤中获得性化疗耐药可能是MUC1以EGFR依赖的方式上调ABCB1表达引发，联合应用化疗药与MUC1-EGFR-ABCB1抑制剂可以克服肿瘤化疗耐药并抑制肿瘤的复发。转录因子SNAI2通过转录调控ABCB1影响肝癌肿瘤干性及耐药性，联合应用化疗药物与ABCB1抑制剂可以克服肿瘤耐药。lncRNA KCNQ1OT1的表达水平与非小细胞肺癌病人无进展生存期负相关。KCNQ1OT1可能通过吸附miR-27b-3p促进癌基因HSP90AA1的表达促进NSCLC的增殖，迁移和侵袭从而影响肿瘤进程。我们的研究为肿瘤发生与临床治疗提供理论基础。