Snail介导的肿瘤上皮-间质化诱导iTreg生成机制及其干预策略

The transcription factor Snail is a key inducer of epithelial-mesenchymal transition (EMT). The Snail-induced EMT in cancer cells results in the acquisition of enhanced migration capability and the induction of multiple immunosuppressive cascades, which will further trigger immune escape during the tumor invasion and the formation of metastatic niches. A subset of regulatory T Cells (Treg) can be generated in the periphery by microenvironment dependent conversion of naive T cells into induced Treg (iTreg). Although the key roles of iTreg in maintaining tumor immunosuppression have been well unveiled, little has been known about its formation during tumor invasion and metastasis so far. Recent studies and our preliminary studies have revealed that Snail-mediated EMT cancer cells can induce the formation of iTreg rapidly. Thus, on the basis of our previous established in vitro models of Snail-mediated EMT and iTreg, the major objectives of the present proposal are to evaluate the molecular inner links of Snail induced EMT and iTreg formation. Furthermore, we will search for new strategies to inhibit Snail and other related important regulatory factors, and then assess the validity and feasibility for increasing tumor immunity adjuvant therapy and reducing the risks of tumor metastasis.

转录因子Snail是诱发肿瘤上皮-间质化（EMT）的关键分子。由其诱导发生EMT的肿瘤细胞具有迁徙移动表型，并可引发免疫抑制。凭借这些特性，侵袭转移中的肿瘤细胞可逃避宿主免疫系统的攻击，加快转移灶形成。适应性调节性T细胞（iTreg）是在外周组织诱生的一类具有放大免疫抑制功能的调节性T细胞（Treg）。iTreg在肿瘤免疫抑制各环节中的关键作用虽已被证实，但其在肿瘤转移中的生成途径及机制却鲜为人知。最新研究报道及我们的前期研究均表明，经Snail诱发EMT的肿瘤细胞可迅速诱导iTreg生成，这为阐明iTreg在肿瘤转移中的生成机制提供了新的线索。据此，本课题拟在前期构建的Snail诱导肿瘤细胞EMT以及由此诱生iTreg模型的基础上，通过多个层面解析Snail介导肿瘤EMT与其诱生iTreg的内在机制，并评价相关干预措施对于改善肿瘤免疫疗效，降低肿瘤转移风险的有效性和可行性。

免疫系统的攻击可以抑制原发部位的肿瘤生长，但却无法阻止肿瘤局部侵袭和远处转移。由转录因子Snail驱动的肿瘤细胞EMT转化所介导的肿瘤侵袭转移总伴随着免疫抑制现象。CD4+Treg细胞的负向调控免疫应答效应是导致肿瘤免疫抑制的重要机制之一。肿瘤细胞表面HLA蛋白表达量下降，会导致T细胞难以识别、杀伤肿瘤细胞，从而促进肿瘤细胞免疫逃逸。因此，深入阐明Snail介导的发生EMT转化的肿瘤细胞诱导免疫抑制的机制，明确其在恶性肿瘤转移中的病理意义，对于建立逆转肿瘤免疫抑制状态，阻止肿瘤转移的有效措施至关重要。本研究通过构建稳定过表达和敲除Nodal黑色素瘤B16细胞株，探讨Snail在Nodal诱导的B16细胞发生EMT过程中的作用及其调控机制。此外，通过采用B16-pldNodal或B16-shNodal细胞与 T细胞共培养模式，探讨了Nodal在诱导iTreg转化过程中的作用。其次，本研究深入探讨了Snail介导肿瘤细胞发生EMT转化同时，下调细胞表面HLA的现象及其机制。本研究的主要成果包括：1、成功建立稳定干扰Nodal及稳定过表达Nodal的B16细胞株，为进一步阐明Nodal在诱发肿瘤EMT及诱生iTreg中的作用提供了工具细胞。2、本课题研究发现B16-pldNodal呈现间质表型，具有促进体内黑色素瘤的肺转移的特性；而B16-shNodal呈现上皮表型。 3、探讨了Snail在Nodal促进B16细胞发生EMT过程中的关键作用。4、Nodal表达量越高的肿瘤细胞及其培养上清对iTreg细胞诱生能力越强。5、在APC存在的情况下，重组的小鼠Nodal蛋白能单独或是协同TGF-β促进T细胞向iTreg细胞分化。6、基因芯片结果显示，Nodal可能通过协同TGF-β上调T细胞表达多种免疫抑制性因子及通路蛋白，从而诱导iTreg细胞生成，并增强其免疫抑制功能。7、体内实验证明，Nodal下调B16荷瘤小鼠淋巴结中的CD4+T细胞，而上调肿瘤引流淋巴结中CD4+ Fxop3+ T细胞。8、Snail介导TGF-β和EGF诱导PC3和DU145细胞发生EMT的同时，下调肿瘤细胞表面的HLA,以使肿瘤细胞逃避细胞毒T细胞介导的杀伤作用。以上研究为我们解除Snail介导的肿瘤细胞发生EMT转化过程中所产生的肿瘤免疫耐受，进而阻止肿瘤转移的免疫治疗提供了一个新的思路。