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肿瘤转移是导致肿瘤患者死亡的主要原因,肿瘤微环境的改变是导致癌细胞转移的关键因素。研究表明乳腺癌微环境中有多种免疫细胞浸润,尤其是转移性乳腺癌微环境中肿瘤相关巨噬细胞(tumour-associated macrophages,TAMs)和Tregs细胞等增多,其中肿瘤相关巨噬细胞有助于肿瘤血管新生、癌细胞浸润和转移。乳腺癌细胞分泌的细胞外囊泡(extracellular vesicles,EVs)是肿瘤微环境中肿瘤细胞与肿瘤相关巨噬细胞进行信息传递的重要媒介,促进癌细胞浸润和转移。信号诱导增殖相关1(signal-induced proliferation-associated 1,SIPA1)蛋白是乳腺癌转移促进因子,但SIPA1是否调节肿瘤微环境中巨噬细胞的浸润并促进癌细胞转移有待明确。本论文旨在通过解析SIPA1高表达的乳腺癌细胞如何招募巨噬细胞促进癌细胞转移的机制,明确SIPA1对肿瘤微环境组成成分的调控作用。研究结果如下:(1)首先,阐明SIPA1与肿瘤微环境中巨噬细胞的相关性。通过对乳腺癌患者的组织芯片进行免疫荧光染色发现SIPA1平均荧光强度与肿瘤组织中CD68巨噬细胞阳性率呈正相关。分析TCGA数据库中乳腺浸润癌(breast invasive carcinoma,BRCA)患者数据也表明SIPA1表达水平与巨噬细胞丰度呈正相关。进一步建立荷瘤鼠模型结果显示SIPA1高表达的转移性MDA-MB-231乳腺癌细胞移植瘤组织中巨噬细胞数量显著高于敲低SIPA1的MDA-MB-231细胞(231/si)移植瘤组织,提示SIPA1可能调节肿瘤组织中巨噬细胞的募集。(2)其次,研究乳腺癌细胞中SIPA1招募巨噬细胞的机制。通过构建敲低和过表达SIPA1的乳腺癌细胞系,用这些乳腺癌细胞分泌的EVs处理THP1巨噬细胞。发现敲低SIPA1表达细胞来源的EVs显著降低巨噬细胞的迁移数量;而过表达SIPA1的MCF7细胞(MCF7/SIPA1)来源的EVs显著升高巨噬细胞的迁移数量。进一步用癌细胞来源的EVs处理MDA-MB-231细胞荷瘤裸鼠,发现MDA-MB-231来源的EVs(231-EVs)处理组的移植瘤中巨噬细胞数量以及肺组织中的肿瘤结节数量均显著高于231/si细胞来源的EVs(231/si-EVs)组和空白对照组。这表明乳腺癌细胞中SIPA1通过调节癌细胞分泌的EVs招募巨噬细胞,并促进癌细胞的肺转移。(3)然后,筛选EVs中受SIPA1调控的关键分子。通过对231-EVs和231/siEVs进行蛋白质组学分析,筛选出只存在于231-EVs的158个候选分子。将158个候选分子通过基因本体论(gene ontology,GO)分析,筛选出四条与细胞迁移相关的生物学过程,其中共有分子为MYH9。通过染色质免疫共沉淀、荧光素酶报告基因和蛋白印迹等实验技术,证明SIPA1蛋白能够与MYH9(myosin-9的编码基因)的启动子结合,并上调MYH9转录水平,增加细胞和EVs中myosin-9的含量。这表明乳腺癌细胞中SIPA1能够调控EVs中蛋白质组成,并且正调节细胞中MYH9表达。(4)最后,验证EVs中myosin-9能否调控巨噬细胞募集以及MYH9表达水平与乳腺癌患者预后的关系。通过敲低或过表达乳腺癌细胞中MYH9基因,癌细胞来源EVs中myosin-9含量随之降低或增加。Myosin-9含量高的EVs能够显著促进巨噬细胞迁移,而下调癌细胞中MYH9表达或使用myosin-9抑制剂布雷他汀(blebbistatin)降低EVs中myosin-9含量或功能,巨噬细胞迁移显著减弱。进一步分析TCGA数据库中BRCA数据表明SIPA1和MYH9表达水平分别与肿瘤相关巨噬细胞的标记分子(CD86、CSF1R和CCR2)表达水平呈正相关。通过分析KaplanMeier中乳腺癌患者的生存数据发现在SIPA1高表达组乳腺癌患者中,MYH9表达水平越高,患者的无复发生存期越短。以上结果表明癌细胞来源EVs中的myosin-9能够促进招募巨噬细胞,提示SIPA1和MYH9同时高表达的乳腺癌患者中可能存在丰富的肿瘤相关巨噬细胞浸润,导致患者预后不良。综上所述,乳腺癌细胞中SIPA1靶向MYH9基因启动子,激活其转录水平,上调myosin-9蛋白在EVs中的含量。富含myosin-9的EVs能够增强巨噬细胞的浸润,促进乳腺癌转移。因此,乳腺癌细胞来源EVs中的myosin-9可作为乳腺癌转移的潜在指标物;抑制细胞或EVs中myosin-9功能,可能是治疗乳腺癌转移的新途径。