花生四烯酸代谢通路参与TAMs诱导的放射性肺损伤

Radiation-induced pulmonary injury is one of the most common and serious side effects in radiotherapy of lung cancer, and it is a major limiting factor in the succcssful treatment of lung cancer. Tumor-associated macrophages (TAMs) are an important inflammatory cells in tumor. We found arachidonic acid (AA) and lipoxygenase metabolites promote TAMs infiltration and tumor cell proliferation, suggesting arachidonic acid and its metabolites may participate in the radiation-induced pulmonary injury (RIPI) mediated by TAMs. We hypothesized that radiotherapy promote the release of arachidonic acid and its metabolites by lung cancer cells and fibroblasts, the release of arachidonic acid and its metabolites promote TAMs infiltration, and TAMs facilitate the pathological increase of fibroblasts. We will study the mechanisms of TAMs participating in the radiation-induced pulmonary injury by fibroblasts co-culture with TAMs, radiation-induced pulmonary injury in mice of lung cancer, and clinical specimens. The research results will broaden the knowledge the of cellular immune in RIPI, enrich the role of lipid metabolism in RIPI, provide a new target to prevent RIPI.

放射性肺损伤是肺癌放射治疗的最常见、最严重的副作用之一，是限制肺癌放射治疗剂量的主要原因。肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)是肿瘤间质重要的炎症细胞。我们前期分别阐释了花生四烯酸(AA)及5-LOX代谢产物促进TAMs浸润和肿瘤细胞增殖，由此推测花生四烯酸代谢产物参与TAMs诱导的放射性肺损伤，提出“放射促进肺癌细胞、成纤维细胞释放花生四烯酸代谢及其代谢产物，招募TAMs向放射性肺损伤区域浸润，TAMs通过花生四烯酸代谢通路导致成纤维细胞病理性增多”的理论假设。拟通过成纤维细胞-TAMs的体外共培养模型、鼠原位肺癌放射性肺损伤模型及临床样本验证等方法，从细胞分子生物学、组织病理学以及临床标本检测等多个层次研究花生四烯酸及其代谢产物参与放射性肺损伤的机制。该研究结果将有助于拓宽细胞免疫参与放射性肺损伤的研究视野，丰富脂类代谢参与放射性肺损伤的理论，为阻断及逆转放射性肺损伤的发生发展提供了新靶点。

肺癌是全世界发病率和死亡率最高的恶性肿瘤，放射治疗是肺癌重要的治疗手段之一，文献报道约61％患者在确诊后5年内需要接受至少一次放疗。放射性肺损伤是肺癌放射治疗最常见、最严重的副作用之一，放射治疗后2年内放射性肺损伤发生率为21%，是限制肺癌放射治疗剂量的主要原因。本项目主要围绕花生四烯酸代谢产物在放射性肺损伤的潜在作用展开研究。花生四烯酸代谢产物是肿瘤微环境中的重要炎症因子，但是在放射性肺损伤中的作用及机制仍不明确。我们构建鼠放射性肺损伤模型，小鼠给予全肺15Gy剂量X线照射，采集小鼠肺CT图像，采用免疫组化法检测肺组织中TAMs的数量。加入AACOCF3阻断花生四烯酸通路后，放射性肺损伤被抑制了。 通过Western Blot等方法检测了放射促进肺癌细胞和成纤维细胞上调花生四烯酸通路并释放其代谢产物。A549或MRC-5细胞经放射线照射(剂量分别为0/3/6Gy，单次照射)后，发现细胞中AA代谢通路蛋白cPLA2明显升高。此外研究了AA及其代谢产物促进TAM迁移和侵袭，我们发现巨噬细胞的5-LOX表达水平明显高于肺癌细胞，TAM通过5-LOX代谢产物促进肺癌细胞EMT进而促进侵袭。该研究结果将有助于拓宽细胞免疫参与放射治疗的研究视野，丰富脂类代谢参与放射抵抗及放射性肺损伤的理论，为阻断及逆转放射抵抗及放射性肺损伤的发生发展提供了新靶点。