项目背景

　　非小细胞肺癌是一个从正常肺上皮细胞到恶性肿瘤的渐进过程。来源于感染、机械损伤和化学药物等的组织损伤，会触发慢性的免疫反应，导致细胞增殖和再生；而肺部炎症与非小细胞肺癌的发生高度相关。作为一类重要的免疫细胞，巨噬细胞是肿瘤组织中数量最多的非肿瘤细胞类型，在肿瘤组织中的巨噬细胞也被称为肿瘤相关巨噬细胞（tumor-associated macrophages，TAMs）。研究发现，TAMs 在肿瘤发生、发展、侵袭和血管生成等各个阶段发挥重要作用，与多种恶性肿瘤的临床预后密切相关。

　　1.1 外泌体lncRNA AK009498调控非小细胞肺癌中TAMs M2型极化

　　TAMs的极化主要由肿瘤组织中的多种细胞因子诱导产生，然而越来越多的证据显示，除了细胞因子之外，以外泌体（exosomes）为载体的细胞间信号通讯作用同样可以显著影响 TAMs 的极化。外泌体是来源于多囊体，由真核细胞所分泌的直径为30-100nm的微泡，其通过转运lncRNA、miRNA、功能蛋白等参与细胞间通讯。所有种类的免疫细胞均可以响应外泌体，肿瘤来源的外泌体在免疫调控过程中发挥重要作用。最新研究发现，结直肠癌中 miR-25-3p，miR-130b-3p，miR-425-5p和miR-145高表达，外泌体将这些miRNA 转运至TAMs，促进巨噬细胞M2型极化。非小细胞肺癌来源的外泌体可以将长链非编码RNA（long noncoding RNA, lncRNA）lncRNA RPPH1 导入 TAMs，诱导M2型极化。这些由外泌体介导的非编码RNA对TAMs M2型极化的影响无疑为非小细胞肺癌TAMs M2型极化的调控分子机制提供了新契机。

　　LncRNA是长度大于200个核苷酸的非编码RNA，作为一类高度异质性的转录本，通过多种方式调控基因表达，参与细胞增殖、凋亡、侵袭和转移等一系列生物学过程。申请人研究团队多年来致力于非小细胞肺癌的早期防治，主要聚焦于调控非小细胞肺癌发生和恶性演进的功能性lncRNA鉴定。申请人研究团队曾通过对比分析肺癌胞系的lncRNA表达谱，发现lncRNA AK009498在肺癌胞系中高表达，且促进细胞的增殖；相应地，敲减lncRNA AK009498可显著抑制细胞增殖，促进细胞凋亡；机制上，我们研究发现lncRNA AK009498通过竞争性结合miR-7-5p，增加OGT（O-GlcNAcylation transferase）表达，进而促进肺癌胞的增殖。有意思的是，在前期研究中我们有趣地发现lncRNA AK009498存在于肺癌细胞所分泌的外泌体中，且非小细胞肺癌肿瘤组织中lncRNA AK009498的高表达与组织中 M2型TAMs高度正相关，提示外泌体中lncRNA AK009498有可能调控了 TAMs的M2型极化。进一步地，我们采用肿瘤细胞-巨噬细胞共培养体系，检测了lncRNA AK009498对M2型极化的调控作用。结果显示，在共培养体系中，沉默肿瘤细胞中lncRNA AK009498可显著抑制共同培养的巨噬细胞M2型极化率，初步证实了肺癌胞外泌体lncRNA AK009498正向调控TAMs M2型极化，提示TAMs M2型极化在lncRNA AK009498促进非小细胞肺癌的恶性演进中发挥了重要作用。

　　1.2 DNMT3A/SDHB信号轴参与外泌体lncRNA AK009498调控TAMs M2 型极化

　　作为表观遗传调控的重要调控蛋白，DNA甲基转移酶（DNA methyltransferases，DNMT）3a通过基因启动子区域CpG岛胞嘧啶的甲基化水平调控基因的表达。已有许多文献报道癌细胞 DNA甲基化状态与健康组织明显不同：重复元件和基因间甲基化减少，启动子CpG岛甲基化水平升高。这一改变会导致基因组不稳定和包括抑癌基因在内的异常的基因沉默。DNMT3A参与非小细胞肺癌发生已有部分报道，转入外源基因DNMT3A促进小鼠非小细胞肺癌的发生。另有研究发现，肺癌的 APCMin/+小鼠和人类非小细胞肺癌组织中，DNMT3A表达水平升高，敲除 DNMT3A的APCMin/+小鼠，可以使肺癌肿瘤数量减少约40%，表明 DNMT3A在非小细胞肺癌发生过程中至关重要。另有文献报道，在IL-4刺激的M2型极化的骨髓来源巨噬细胞中，DNMT3A高表达；在肝纤维化的小鼠模型中，DNMT3A通过调控PSTPIP2甲基化水平参与巨噬细胞极化调控，表明 DNMT3A在巨噬细胞极化过程中发挥重要作用。然而，DNMT3A调控TAMs M2型极化的机制研究尚处于起步阶段，仍有许多值得深入研究的内容。

　　作为重要的致癌代谢物，有研究报道琥铂酸可通过调控表观遗传，将正常组织转化为肿瘤病理状态。琥铂酸代谢由琥珀酸脱氢酶（succinate dehydrogenase, SDH）催化，SDH由SDHA、SDHB、SDHC、SDHD四个亚基组成，是TCA循环中的重要酶，催化琥铂酸 生成延胡索酸。研究表明，SDH 抑制剂丙二酸二甲酯（dimethyl malonate, DMM）作用于小鼠骨髓来源单核细胞，抑制 LPS 诱导下炎症因子 IL-1β 表达，促进抗炎因子 IL-10 表达，在整体动物中DMM抑制SDH活性，发挥抗炎作用；另一独立研究发现衣康酸酯体内外均可抑制SDH活性，在巨噬细胞激活中发挥抗炎作用。研究发现高脂肪酸饮食抑制动物组织中SDH活性，促进琥珀酸蓄积。高脂饮食同样是非小细胞肺癌发生的重要风险因素，长期给予小鼠西式饮食（高脂肪、低纤维同时缺乏维生素 D）可促进APCmin/+小鼠自发性非小细胞肺癌的发生，使非小细胞肺癌数量显著增加，细胞增殖活性升高。这些研究无疑提示了SDH可能通过调控巨噬细胞等肿瘤相关免疫细胞参与了非小细胞肺癌的恶性演进。

　　重要的是，研究已经表明SDH功能的抑制与巨噬细胞M2型极化关系密切。例如SDH抑制剂DMM促进小鼠骨髓来源单核细胞过氧化物酶体增殖物激活受体γ（peroxisome proliferator-activated receptor γ，PPARγ）表达，高脂饮食诱导的非小细胞肺癌小鼠模型中PPARs表达显著升高，而PPARγ是促进单核细胞分化为具有抗炎特征的M2型巨噬细胞的关键分子。小鼠动物模型研究发现，共轭亚油酸（CLA）可激活PPARγ、抑制DSS诱导的肠炎，促进结直肠癌的发生，条件性敲除巨噬细胞中PPARγ可消除CLA的作用。SDHB活性抑制可能通过诱导PPARγ表达，激活巨噬细胞M2型极化，参与结直肠癌发生。在前期研究中，我们发现在lncRNA AK009498调控TAMs M2型极化过程中， 巨噬细胞内SDH复合体催化核心蛋白SDHB的表达水平发生下调，且伴随着 SDHB启动子区域甲基化水平的上调。鉴于DNMT3A是miR-7-5p的靶基因，因此我们推测lncRNA AK009498通过竞争性结合巨噬细胞中miR-7-5p，促进 DNMT3A的表达，下调SDHB，进而促进TAMs M2型极化。

　　为了深化肿瘤领域研究开展，提升我国基础科研能力，响应国家不断深入并提升医疗水平的精神。北京医学奖励基金会特设立“外泌体lncRNA AK009498通过DNMT3A/SDHB信号轴促进非小细胞肺癌进展的机制研究”项目。

　　项目内容

　　非小细胞肺癌作为我国常见的恶性肿瘤，因其较高的发病率和死亡率，严重威胁人民生命健康。我们在前期研究发现，DNMT3A/SDHB信号轴在外泌体lncRNA AK009498调控巨噬细胞M2型极化及促非小细胞肺癌恶性演进中发挥了重要作用。本研究拟在前期研究基础上，进一步明确外泌体lncRNA AK009498对巨噬细胞M2型极化的作用，研究lncRNA AK009498对巨噬细胞DNMT3A/SDHB信号轴的调控机制，并阐明DNMT3A/SDHB信号轴在外泌体lncRNA AK009498调控的巨噬细胞M2型极化促非小细胞肺癌恶性演进中的影响。本研究有望揭示外泌体lncRNA AK009498调控巨噬细胞M2型极化的分子机制，从中发现可用于非小细胞肺癌早期诊断的生物学标志物和潜在药物治疗靶点，故具有重的理论意义和潜在的转化价值。具体内容如下：

　　1.明确外泌体lncRNA AK009498对巨噬细胞M2型极化的作用；

　　2.研究lncRNA AK009498对巨噬细胞DNMT3A/SDHB信号轴的调控机制；

　　3.研究DNMT3A/SDHB信号轴在外泌体lncRNA AK009498调控的巨噬细胞 M2型极化促非小细胞肺癌恶性演进中的影响；

　　项目对象

　　细胞及动物模型。

　　项目时间

　　自本项目启动之日起至2025年12月30日止

　　项目联系人

　　乔栋梁  联系电话：13811117387