外泌体介导的EGFL7信使RNA旁分泌网络促垂体性库欣病的机制及干预治疗

The discovery of exosomes reconstructs the original framework of the theory of hypothalamic-pituitary-adrenal axis molecular regulation, but its role in the pathogenesis of pituitary Cushing's disease is still unknown. Our previous work found that the expression of EGFL7 mRNA in ACTH type pituitary adenoma was significantly increased, and EGFL7-siRNA was capable to inhibit the growth of ACTH type pituitary adenoma. More importantly, we found that PI3K/AKT/PKM2 pathway was positively regulated by EGFL7. In this study, we will firstly study the function of EGFL7 mRNA transmitted by exsomes from pituitary basophilic cell in cell proliferation and angiogenesis of peripheral pituitary cells and endothelial cells; Secondly, we will identify the interaction between EGFL7 and pituitary hormone protein or nucleic acid molecules; Finally, we will uncover the mechanism that EGFL7 targeting PI3K/AKT/PKM2 pathway. At the animal model level, we will discuss the function of EGFL7-siRNA via exosomes for anti-ACTH pituitary tumor neuroendocrine disorder and treatment of Cushing’s disease. We will elucidate the biological function and molecular mechanism of EGFL7 mRNA exosomes from ACTH pituitary cells and provide new targets for the treatment of pituitary Cushing's disease.

外泌体的发现重塑了下丘脑-垂体-肾上腺轴分子调控理论的原有框架，但其在垂体性库欣病发生发展过程中的作用尚无报道。我们前期发现外泌体内涵的EGFL7 mRNA在ACTH型垂体腺瘤中表达明显上升，其siRNA则能抑制ACTH型腺瘤细胞生长，而PI3K/AKT/PKM2等下游通路同时受其正向调控。本课题在细胞水平，研究EGFL7 mRNA可通过腺垂体嗜碱细胞释放的外泌体传递，调控周边垂体瘤细胞和内皮细胞的增殖与血管生成，并进一步鉴定EGFL7相互作用的垂体激素蛋白、核酸分子，揭示其靶向调控PI3K/AKT/PKM2通路水平的作用机制；在动物模型层面，探讨外泌体介导的siRNA干预，具有抗ACTH型垂体瘤神经内分泌紊乱和库欣病靶向治疗作用。预期研究结果将阐明ACTH垂体细胞源性EGFL7 mRNA外泌体生物学功能及分子机制，并为垂体性库欣病的治疗提供新的靶点和途径。

外泌体的发现重塑了下丘脑-垂体-肾上腺轴分子调控理论的原有框架，但其在垂体性库欣病发生发展过程中的作用尚无报道。我们以ACTH型垂体腺为研究目标，发现ACTH垂体瘤细胞系及临床来源的ACTH垂体腺瘤组织均能分离出外泌体，外泌体中携带EGFL7 mRNA。 同时ACTH型垂体瘤组织中ACTH与EGFL7表达存在正相关，在细胞系中有同样的相关性。通过调控ACTH型垂体腺瘤细胞系中ACTH的表达，我们发现ACTH能过腺苷酸-cAMP-蛋白激酶系统调控EGFL7表达，ACTH能促进EGFL7-mRNA 外泌体释放。前期在胶质瘤中我们发现EGFL7 能促进胶质瘤恶性表型，因此，我们在ACTH型垂体腺瘤中开展相关研究。并发现EGFL7能通过EGFR- PI3K/AKT/PKM2 信号通路使ACTH型垂体瘤细胞增殖能力和侵袭能力增加，且垂体瘤细胞能分泌含EGFL7-mRNA外泌体通过旁分泌诱导血管内皮细胞成管，可能与ACTH型垂体瘤血管生成相关。此外，在前期结果的基础上，我们增加了临床样本的单细胞多组学测序，在垂体腺瘤组织中定义出了多种细胞类型，包括：肿瘤细胞，巨噬细胞，单核细胞，增殖肿瘤细胞，T细胞，正常垂体细胞，滤泡星形细胞。其中Neoplastic即肿瘤细胞分为5群，在侵袭性和非侵袭性的样本中所占比例不同，揭示了垂体腺瘤的肿瘤内异质性。利用SCENIC算法对各个亚型中的转录因子活性进行评估，发现不同亚型具有不同的特征性转录因子。对来自侵袭性和非侵袭性垂体腺瘤的肿瘤细胞进行差异表达分析并进行富集分析后发现，大量基因富集于干性相关通路（EPITHELIAL_MESENCHYMAL_TRANSITION, PI3K_AKT_MTOR_SIGNALING, MTORC1_SIGNALING, KRAS_SIGNALING_UP, P53_PATHWAY），其中就包含PI3K/AKT通路。说明在单细胞水平上，垂体瘤细胞的恶性表型与PI3K通路激活相关。本项目阐释了ACTH垂体细胞源性EGFL7 mRNA外泌体生物学功能及分子机制，并为垂体性库欣病的治疗提供了新的靶点和途径。