IL-10/IL-10R激活NF-κB信号通路调控骨肉瘤肺转移的实验研究

Osteosarcoma is the most common primary malignant bone tumor and the prognosis is poor in patients with lung metastasis. Therefore, it’s vital to explore the mechanism of lung metastasis in order to improve the prognosis. We previously found that IL-10 is significantly increased in osteosarcoma cells with high metastatic potential. Further studies revealed that transcriptional activity is higher in the metastatic osteosarcoma cells. Also, rIL-10 can activates the NF-KB signal pathway. Hence,our hypothesis is that IL-10 secreted by highly metastatic osteosarcoma cells activates the NF-KB signaling,further increases metastatic osteosarcoma cancer stem cells, which eventually promotes lung metastasis. Serum IL-10 can aid early diagnosis of lung metastasis. Inhibition of IL-10/IL-10R/NF-Kb signaling can block the lung metastasis of osteosarcoma cells.

骨肉瘤肺转移的预后差，发现肺转移相关靶点并进行有效阻断是提高预后的关键。我们已发现NF-κB信号通过MMP9和c-FLIP等促转移因子促进骨肉瘤肺转移，且前期实验发现高转移细胞株分泌IL-10明显增加，进一步发现IL-10可激活NF-κB信号通路，上调CD117+Stro-1+转移性骨肉瘤干细胞的比例以及促进骨肉瘤细胞的迁移和侵袭，据此我们提出假设：异常分泌的IL-10与IL-10R结合，进而活化NF-κB信号通路，激活骨肉瘤转移性干细胞，释放大量MMP9和c-FLIP等促转移因子，最终导致骨肉瘤肺转移。血浆IL-10检测可有助于肺转移的早期诊断，靶向抑制IL-10/IL-10R/NF-κB信号可抑制骨肉瘤转移性干细胞，有望阻断肺转移进程。本项目拟通过慢病毒系统调控、流式细胞技术、免疫共沉淀及体内成像系统等方法，从原代细胞、小鼠到临床标本多层次探索IL-10的促肺转移机制及其临床意义。

骨肉瘤是儿童和青少年最常见的原发恶性骨肿瘤，其恶性程度高，危害大。 随着化疗的应用以及外科技术的进步，无远处转移的患者其5年生存率已提高至50%～60%。而一旦发生肺转移，患者预后很差，其5年生存率不足30%。然而，单纯增加化疗强度虽然可获得更高的肿瘤坏死率，但并不能进一步改善骨肉瘤肺转移患者的预后，这无疑给骨肉瘤不乐观的治疗现状带来新的担忧。因此，为提高长期生存率，迫切需要对骨肉瘤肺转移机制进行深入的研究，进而发现调控骨肉瘤进展的重要靶点，并在此基础之上评估其潜在的治疗价值，为改善骨肉瘤的预后带来新的曙光。. 细胞因子（Cytokine）是机体细胞受各种刺激而合成、分泌的一类具有广泛生物学活性的小分子蛋白质，通过结合相应受体而发挥多种生物学功能。近年发现细胞因子可作为肿瘤细胞之间的相互联系的介质之一，介导恶性肿瘤的远处转移过程。沈靖南团队前期通过高通量细胞因子芯片比较两对高低转移能力的骨肉瘤细胞株，发现了42种细胞因子显著上调或下调，进一步分析发现7种细胞因子（IL-10、Insulin、Osteopontin、Trappin-2、IL-17B、IL-17C、IL-17F）在这两对细胞中为共有上调，其中 IL-10 上调倍数最高，在高转移能力细胞的培养基中分别升高19.8和108.1倍，并且应用重组IL-10可显著增强骨肉瘤细胞的迁移和侵袭能力，提示IL-10可能在骨肉瘤发生远处转移的过程中起重要作用。. 本项目进一步研究了IL-10/IL-10Ra 调控骨肉瘤肺转移的关键性作用。采用多种生物学手段，在原代骨肉瘤细胞、小鼠肺转移模型以及组织标本和血液标本中逐级纵向阶梯式验证，现已明确IL-10/IL-10Ra与骨肉瘤细胞转移能力的相关性。同时，利用原代骨肉瘤细胞及原代细胞构建的小鼠肺转移模型研究了高表达IL-10Ra的骨肉瘤细胞和高分泌IL-10的M2型肿瘤相关巨噬细胞的相互作用现象。基于项目开展中获得的整体结果，本项目组认为相较于表达较低的IL-10，骨肉瘤细胞上的IL-10受体IL-10Ra具有成为骨肉瘤肺转移治疗靶点的价值，靶向抑制IL-10Ra可能有望成为改善骨肉瘤整体预后的新治疗策略。