中山大學(xué)孫逸仙紀(jì)念醫(yī)院乳腺腫瘤中心宋爾衛(wèi)教授主要從事乳腺癌的生物學(xué)特性及治療學(xué)基礎(chǔ)研究，在非編碼RNA調(diào)控腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移及靶向?qū)胄》肿覴NA抑制腫瘤轉(zhuǎn)移的研究方面有杰出工作。近期，宋爾衛(wèi)教授課題組利用RayBio Human Cytokine Antibody Array揭示了乳腺癌轉(zhuǎn)移的新機(jī)制。炎癥因子芯片篩查發(fā)現(xiàn)，發(fā)生EMT的乳腺癌細(xì)胞通過(guò)分泌細(xì)胞因子GM-CSF激活巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)化為腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞；而腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞又可分泌趨化因子CCL18誘導(dǎo)乳腺癌細(xì)胞發(fā)生EMT和分泌細(xì)胞因子GM-CSF，形成正反饋循環(huán)環(huán)路，在乳腺癌轉(zhuǎn)移中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。該研究成果刊登在國(guó)際頂級(jí)期刊Cancer Cell（影響因子23.893）。（芯片實(shí)驗(yàn)由康成提供技術(shù)服務(wù)）
研究背景：
乳腺癌是全球女性發(fā)病率和死亡率最高的惡性腫瘤，已成為危害女性健康的第一“殺手”。乳腺癌腫瘤轉(zhuǎn)移是導(dǎo)致乳腺癌患者死亡的主要原因，針對(duì)乳腺癌腫瘤轉(zhuǎn)移的研究和治療成為了提高乳腺癌患者生存率的重要課題。上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化 (epithelial-mesenchymal transition, EMT) 是乳腺癌腫瘤轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵步驟。腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞 (tumor-associated macrophages, TAMs)是腫瘤微環(huán)境中數(shù)目最多的炎癥細(xì)胞，對(duì)腫瘤轉(zhuǎn)移有重要的調(diào)控作用。已有的研究發(fā)現(xiàn)發(fā)生EMT的腫瘤細(xì)胞（間充質(zhì)樣腫瘤細(xì)胞）和腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞都分布在腫瘤侵襲的前沿，提示兩者有相互作用。但因?yàn)槟[瘤微環(huán)境在體研究中的困難，該猜想一直停留在假說(shuō)水平。宋爾衛(wèi)教授課題組本次研究的目的是利用RayBio Human Cytokine Antibody Array對(duì)腫瘤細(xì)胞和TAMs的相互作用展開系統(tǒng)研究。
研究思路：
宋爾衛(wèi)教授課題組通過(guò)乳腺癌細(xì)胞株和人原代巨噬細(xì)胞共培養(yǎng)模型，發(fā)現(xiàn)發(fā)生EMT的乳腺癌細(xì)胞（間充質(zhì)樣腫瘤細(xì)胞）比未發(fā)生EMT的乳腺癌細(xì)胞（上皮樣腫瘤細(xì)胞）更具有激活巨噬細(xì)胞成為TAMs的能力。作者應(yīng)用RayBio Human Cytokine Antibody Array檢測(cè)發(fā)生EMT和未發(fā)生EMT的乳腺癌細(xì)胞培養(yǎng)上清液，結(jié)果顯示GM-CSF，IL-8，CCL2，GROa，GROb 和GROg 在發(fā)生EMT的乳腺癌細(xì)胞樣本中表達(dá)水平顯著升高，進(jìn)一步驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)只有GM-CSF在乳酸的協(xié)同作用下能夠激活巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)化為TAMs。
宋教授課題組前期實(shí)驗(yàn)成果表明TAMs能夠促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移。作者用GM-CSF激活的巨噬細(xì)胞處理上皮樣腫瘤細(xì)胞，能夠促使后者轉(zhuǎn)化為間充質(zhì)樣腫瘤細(xì)胞。其中，巨噬細(xì)胞分泌的趨化因子CCL18在EMT過(guò)程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。研究表明，CCL18通過(guò)激活PI3K/Akt信號(hào)通路，促進(jìn)NF-kB轉(zhuǎn)錄活性，進(jìn)而誘導(dǎo)EMT。而轉(zhuǎn)錄因子NF-kB的一個(gè)靶基因恰是GM-CSF，反過(guò)來(lái)又能激活腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞，從而形成正反饋循環(huán)環(huán)路。
進(jìn)一步，宋教授課題組利用人源化小鼠腫瘤模型的研究發(fā)現(xiàn)：抑制GM-CSF能夠有效減少CCL18+細(xì)胞數(shù)目，并且抑制腫瘤轉(zhuǎn)移；而且抑制CCL18能夠減少GM-CSF，并且抑制腫瘤轉(zhuǎn)移。這些在體實(shí)驗(yàn)證明腫瘤細(xì)胞分泌的GM-CSF和TAMs分泌的CCL18可以形成正反饋循環(huán)環(huán)路，促進(jìn)乳腺癌腫瘤轉(zhuǎn)移。
此外，作者對(duì)中國(guó)三個(gè)乳腺癌中心1000多例乳腺癌臨床標(biāo)本和國(guó)際腫瘤數(shù)據(jù)庫(kù)的分析，證實(shí)了GM-CSF與CCL18表達(dá)水平呈正相關(guān)，并與癌細(xì)胞EMT表型、高病理惡性程度、三陰乳腺癌亞型和病人不良預(yù)后密切相關(guān)。
此外，作者對(duì)中國(guó)三個(gè)乳腺癌中心1000多例乳腺癌臨床標(biāo)本和國(guó)際腫瘤數(shù)據(jù)庫(kù)的分析，證實(shí)了GM-CSF與CCL18表達(dá)水平呈正相關(guān)，并與癌細(xì)胞EMT表型、高病理惡性程度、三陰乳腺癌亞型和病人不良預(yù)后密切相關(guān)。
技術(shù)路線：
結(jié)果展示：
A
B
C
A．RayBio Human Cytokine Antibody Array（炎癥因子抗體芯片）檢測(cè)結(jié)果；
B． ELISA驗(yàn)證芯片篩出的差異表達(dá)細(xì)胞因子；
C．細(xì)胞因子GM-CSF和趨化因子CCL18形成正反饋循環(huán)環(huán)路誘導(dǎo)乳腺癌腫瘤轉(zhuǎn)移模型。
研究意義：
該研究揭示了乳腺癌腫瘤轉(zhuǎn)移的新機(jī)制。通過(guò)乳腺癌細(xì)胞株和人原代巨噬細(xì)胞共培養(yǎng)模型，首次揭示發(fā)生EMT的乳腺癌細(xì)胞比未發(fā)生EMT的乳腺癌細(xì)胞更具有激活巨噬細(xì)胞的能力。炎癥因子芯片篩查發(fā)現(xiàn)，發(fā)生EMT的乳腺癌細(xì)胞通過(guò)分泌細(xì)胞因子GM-CSF，以及大量腫瘤代謝產(chǎn)物乳酸，共同激活巨噬細(xì)胞；而巨噬細(xì)胞又可分泌趨化因子CCL18激活PI3K/Akt信號(hào)通路，促進(jìn)NF-kB轉(zhuǎn)錄活性，誘導(dǎo)乳腺癌細(xì)胞發(fā)生EMT和分泌細(xì)胞因子GM-CSF，形成正反饋循環(huán)環(huán)路。該研究深入探討了腫瘤細(xì)胞與腫瘤微環(huán)境之間的相互關(guān)系，為乳腺癌轉(zhuǎn)移機(jī)制的深入探索和治療新靶標(biāo)的發(fā)現(xiàn)提供了重要的新方向。
原文出處：
A Positive Feedback Loop between Mesenchymal-like Cancer Cells and Macrophages Is Essential to Breast Cancer Metastasis. Cancer Cell, 2014, 25(5): 605-620.
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