“再教育”肿瘤相关巨噬细胞重建肿瘤免疫微环境-基于靶向调节Fra-1信号转导通路的免疫治疗

以肿瘤微环境为靶向及重塑肿瘤微环境的治疗策略是目前的热点。我们发现，侵润入肿瘤微环境中的肿瘤相关巨噬细胞（TAM）受肿瘤细胞的"教育"作用后，其转录因子Fra-1高表达，激活IL-6/Stat3 信号转导通路，使其下游的靶基因MMP-9，VEGF 和TGF-?高调并大量分泌这些促进肿瘤及新生血管生长的因子。下调Fra-1的表达，可使IL-6/Stat3以及下游靶基因的活化受到抑制，改变TAM的表型，阻断其对肿瘤细胞的作用。这一发现为以重塑肿瘤微环境的治疗策略提供了理论依据。 我们还发现一种特异高表达于TAM的蛋白酶-Legumain。我们将以此为靶点设计装载有针对Fra-1RNAi的纳米颗粒，特异性靶向抑制Fra-1在TAM上的表达，"再教育"TAM, 将其M2表型通过基因改造的方式，逆转回M1表型，既抑制其促进肿瘤细胞生长作用，又使巨噬细胞重新具有其固有杀伤肿瘤细胞的能力，达到治疗目的。

在肿瘤的发展过程中，肿瘤相关巨噬细胞表型的变化是肿瘤恶变和发展的重要标志。对于这一变化过程，相关信号通路和分子机制还没有完全被阐明。microRNA在肿瘤的发生和发展过程中起着重要作用，能够作为抑癌或原癌基因影响着肿瘤细胞,他在巨噬细胞的分化过程中参与了其成熟和功能的变化。为此，本课题着力于研究microRNA在肿瘤相关巨噬细胞表型变化及其对肿瘤迁移和侵袭能力的影响。首先，我们以小鼠原代巨噬细胞、小鼠白血病来源的巨噬细胞系RAW264.7以及人巨噬细胞系U937作为巨噬细胞模型，同时以人乳腺癌细胞系MDA-MB-231和小鼠乳腺癌细胞系4T1作为乳腺癌细胞模型，通过收集乳腺癌细胞培养液上清刺激巨噬细胞和乳腺癌细胞和巨噬细胞共培养以及小鼠乳腺癌组织里的巨噬细胞，研究了乳腺癌微环境对巨噬细胞中的microRNA表达的影响，由于Fra-1基因对于肿瘤相关巨噬细胞的表型极化有重要影响，因此我们通过TargetScan软件预测了可能结合Fra-1 的miRNA，并通过合成miRNA-mimic转染巨噬细胞的方法，发现miR-19a-3p能够抑制Fra-1的表达，它是通过结合Fra-1 mRNA 3’UTR区抑制其表达。当巨噬细胞过表达miR-19a-3p时，其促进肿瘤侵袭和迁移能力明显下降。通过qPCR、流式实验及细胞因子芯片分析，发现miR-19a-3p不仅能够抑制巨噬细胞的M2表型，而且抑制M2型巨噬细胞分泌的细胞因子如IL4，IL-6，IL10等。进一步，我们合成了用于动物实验的miR-19a-3p agomir，以瘤内注射的方法，在肿瘤组织内的肿瘤相关巨噬细胞中过表达miR-19a-3p，经多次注射后，取出肿瘤分析组织内肿瘤相关巨噬细胞的表型变化，发现注射miR-19a-3p agomir组小鼠与对照比较小鼠的肿瘤组织内的M2型肿瘤相关巨噬细胞的比例明显下降。更为重要的是，小鼠的肺组织经过HE染色，发现注射miR-19a-3p小鼠的肺部转移结节数量和大小均明显小于注射对照组，这表明miR-19a-3p能够在瘤内充分抑制肿瘤细胞的肺转移。总之，体外和动物实验表明miR-19a-3p是一个肿瘤相关巨噬细胞M2表型极化的抑制分子，它不仅能够改变肿瘤相关巨噬细胞的表型，而且能够借此抑制肿瘤细胞的侵袭和转移能力。因此，miR-19a-3p为可供选择的靶分子,具有潜在的应用价值。