外泌体lnc-MMP2-2在肺癌脑转移早期血脑屏障通透性调节中的分子机制研究

Mechanism of metastatic lung cancer cells through the blood brain barrier has not been fully elucidated even though high incidence of brain metastases of lung cancer patients. Ours studies have shown that exosomal lnc-MMP2-2 regulate the metastatic potential of adjacent lung cancer cells and vascular invasion though an enhancer activity. Further experiments confirmed that exosomal lnc-MMP2-2 reach blood-brain barrier earlier than lung cancer cells to fuse with endothelial cells to regulate its permeability. Those data indicated that exosomal lnc-MMP2-2 may play an important role in blood-brain barrier microenvironment remodeling. Here, we intend to study the molecular mechanism of exosomal lnc-MMP2-2 on the permeability of blood-brain barrier, to analyze the downstream pathways and targets, and confirm its possible prognostic value for brain metastases. Our results will reveal the regulatory role of exosomal lncRNA in the blood-brain barrier permesbility, and provide a novel perspective for early diagnosis of lung cancer metastasis.

肺癌患者脑转移高发，而对转移性肺癌细胞通过血脑屏障的机制未能完全阐明。前期研究发现外泌体lnc-MMP2-2可作为增强子，调控邻近肺癌细胞的转移及血管侵袭潜力。此外，外泌体lnc-MMP2-2早于肺癌细胞到达血脑屏障，与内皮细胞融合，调控其通透性改变，可见外泌体lnc-MMP2-2在肺癌脑转移早期对于血脑屏障微环境重塑至关重要。本项目拟在此基础上，结合细胞和动物模型，深入探讨原位肺癌通过外泌体lnc-MMP2-2远端调控血脑屏障通透性的分子机制，解析下游效应途径及靶点。同时，从大样本回顾性分析中总结外泌体lnc-MMP2-2对于肺癌脑转移的临床相关性和预后诊断价值。通过本项目的实施可系统阐明外泌体介导的lncRNA对肿瘤转移前血脑屏障微环境的调节作用，为肺癌脑转移早期诊断提供新的思路。

研究背景：肺癌患者脑转移高发。在肺癌脑转移中，血脑屏障呈高通透性，但其通透性调控机制尚不明确。课题组前期基于转录组芯片发现lnc-MMP2-2在高转移性肺癌细胞源性的外泌体中高度富集。且外泌体lnc-MMP2-2可作为增强子，促进MMP2表达，进而调控邻近肺癌细胞的转移及血管侵袭潜力。此外，外泌体lnc-MMP2-2早于肺癌细胞到达血脑屏障，与内皮细胞融合，调控其通透性改变，可见外泌体lnc-MMP2-2在肺癌脑转移早期对于血脑屏障微环境重塑至关重要。.主要研究内容：本项目结合细胞和动物模型，深入探讨了EMT化肺癌细胞所释放的外泌体对血脑屏障通透性的影响；验证了lnc-MMP2-2分子靶点及潜在机制；在血脑屏障细胞模型上，验证lnc-MMP2-2对分子靶点的调节作用；并通过分别过表达及干扰lnc-MMP2-2、lnc-MMP2-2的分子靶点EPB41L5，分别评价其对血脑屏障通透性的调节作用。.重要结果：通过体内外实验，我们发现外泌体lnc-MMP2-2可明显增加血脑屏障通透性。而干扰lnc-MMP2-2则可降低血脑屏障通透性。进一步的机制研究发现lnc-MMP2-2可通过ceRNA机制抑制miR-1207-5p从而上调EPB41L5的表达。外泌体lnc-MMP2-2通过上调EPB41L5直接促进内皮细胞间质转化，破坏紧密连接，增加血脑屏障通透性，最终促进肺癌的脑转移。.科学意义：本项目通过系统研究外泌体lnc-MMP-2-2在肺癌脑转移前血脑屏障通透性调节中的作用及分子机制，揭示了外泌体lnc-MMP-2-2在肺癌脑转移前微环境形成中的远端调控作用，为肺癌脑转移的临床精准诊疗提供了新思路和新靶点。