肿瘤微环境中转录因子FOXF2调控VEGF-C/VEGFR3信号通路影响乳腺癌转移的机制研究

Tumor metastasis is a complex, multi-step biological process. Metastatic ability of tumor cells and channels to migrate are two essential conditions for metastasis. In the tumor microenviroment (TME), tumor cells coordinate the other members to facilitate the metastasis. However, little is known about the molecular mechanism of tumor cells coordinating the complex relationships among the members of the tumor microenviroment. Various studies have demonstrated that VEGF-C/VEGFR3 signaling plays critical roles in tumor progression, including promoting invasive ability of tumor cells and the tumoral lymphangiogenesis. Forkhead box F2 (FOXF2) belongs to the forkhead box transcription family, our previous work has shown that FOXF2 functions as a metastasis suppressor of breast cancer cells in xenograft mouse model, and FOXF2 down-regulates the expression of VEGFR3 in tumor cells by regulating the promoter activity of VEGFR3. Therefore, FOXF2 has the potential to regulate the VEGF-C/VEGFR3 signaling. Here, we investigate whether tumor cells coordinate the relationship between the metastasis of tumor cells and tumoral lymphangiogenesis through regulating the VEGF-C/VEGFR3 signaling by FOXF2 in tumor microenviroment, and identify the key gene regulating the tumor metastasis.

肿瘤转移是复杂的生物学过程，肿瘤细胞需要同时满足两个条件才能发生转移，即：肿瘤细胞自身具备转移能力和存在便于肿瘤细胞转移的通道。在肿瘤微环境中肿瘤细胞充分利用自身的主导地位协调其它成员为其转移创造条件。已有研究表明VEGF-C/VEGFR3信号通路在肿瘤微环境中起着重要作用，能够促进肿瘤细胞的侵袭能力，诱导肿瘤淋巴管的生成。FOXF2基因是叉头框转录因子家族的成员，我们的前期实验表明，在小鼠乳腺癌模型中FOXF2能够抑制乳腺癌细胞的转移。同时，FOXF2能结合VEGFR3的启动子，直接负调控VEGFR3的表达，具有调节VEGF-C/VEGFR3信号通路的潜能。因此，本项目试图阐明FOXF2通过调控VEGF-C/VEGFR3信号通路，从而影响肿瘤细胞的侵袭能力及肿瘤淋巴管的生成，并最终明确调节肿瘤转移的关键基因和信号通路。

【背景】VEGF-C/VEGFR3信号通路是肿瘤淋巴管生成过程中关键信号通路，也具有促进肿瘤细胞转移的作用。转录因子FOXF2能抑制VEGFR3的表达。而FOXF2能否通过抑制VEGF-C/VEGFR3信号通路活性，抑制乳腺癌细胞的淋巴结转移尚不清楚。..【目的】研究FOXF2调控VEGFR3表达的分子机制。探索FOXF2对VEGF-C/VEGFR3信号通路的调节作用及其在乳腺癌淋巴结转移中的作用。..【结果】FOXF2能够结合VEGFR3基因启动子并抑制VEGFR3基因的转录。hrVEGF-C因子诱导增强乳腺癌MDA-MB-231细胞的侵袭能力，沉默VEGF-C或VEGFR3表达的MDA-MB-231细胞侵袭能力减弱。过表达FOXF2的MDA-MB-231细胞VEGFR3的表达减少，hrVEGF-C因子对其诱导增强侵袭能力的作用减弱。231-Luc-LV-FOXF2荷瘤小鼠的淋巴结转移率较对照组小鼠显著降低。临床资料表明淋巴结转移组乳腺癌患者原发瘤组织中淋巴管密度显著高于无淋巴结转移组。MDA-MB-231条件培养上清促进淋巴管内皮HDLEC细胞在基质胶上的围管能力、增殖能力以及迁移能力。沉默MDA-MB-231细胞中VEGF-C，采用VEGFR3/Fc中和MDA-MB-231条件培养上清中的VEGF-C以及沉默HDLEC细胞的VEGFR3，这三种方法都能消减MDA-MB-231条件培养上清对HDLEC细胞的围管、增殖和迁移的增强作用。过表达FOXF2的HDLEC细胞中VEGFR3的表达水平降低，MDA-MB-231条件培养上清诱导HDLEC细胞的围管、增殖和迁移的作用减弱。hrVEGF-C促进231-luc荷瘤小鼠肿瘤淋巴管生成和淋巴结转移。..【结论】乳腺癌细胞通过两方面促进本身淋巴结转移。一方面，乳腺癌细胞通过自分泌VEGF-C激活自身的VEGF-C/VEGFR3信号通路，增强自身的侵袭能力。另一方面，乳腺癌细胞通过旁分泌VEGF-C作用于淋巴管内皮细胞表面VEGFR3受体，促进其形成新生淋巴管。FOXF2可以负调控VEGFR3的表达水平，作为调节开关控制着VEGF-C/VEGFR3信号通路在乳腺癌转移中的作用。FOXF2蛋白可以减弱乳腺癌细胞自身的转移能力，也可以阻断乳腺癌细胞的淋巴结转移途径，最终消除肿瘤微环境中促进乳腺癌细胞转移的有利条件。