李一鸣 , 李飘 , 李舟 , 刘心悦 , 邱红 , 夏曙
华中科技大学同济医学院附属同济医院
目的:FGFR 信号通路异常在中国人群结直肠癌中的比例接近30%,FGFR信号通路异常与结直肠癌发生发展及预后不良相关,我们前期初步分析发现 PAI-1 表达可能与FGFR信号通路相关。本研究旨在进一步探索FGF/FGFR2信号通路对结肠癌PAI-1表达的调控机制,并探索PAI-1对结肠癌免疫微环境中巨噬细胞极化的影响。
方法:(1)通过TCGA和GEO数据库获取结直肠癌患者表达谱数据及对应临床数据,分析PAI-1在结直肠癌和正常组织中mRNA表达差异,以及PAI-1对结直肠癌进展和预后的影响。(2)通过慢病毒转染构建FGFR2高表达细胞系NCI-H716和FGFR2低表达细胞系SW480。通过qRT-PCR,Western Blot,ELISA检测PAI-1表达水平。(3)对SW480-FGFR2细胞和SW480-Vector细胞进行RNA-seq及GSEA-KEGG分析,用FGF7、AG490刺激细胞,检测FGFR2、PAI-1、以及相关通路蛋白的表达水平。(4)通在线数据库分析PAI-1与免疫细胞的相关性,通过肿瘤细胞与巨噬细胞共培养,检测巨噬细胞极化状态。(5)体内建立异种移植皮下肿瘤模型、流式细胞术、免疫组化分析肿瘤微环境中巨噬细胞的浸润与极化。
结果:(1)结直肠癌组织中PAI-1表达水平均高于癌旁组织(P<0.05)且PAI-1表达与不良预后相关。结直肠癌中FGFR2与PAI-1 mRNA表达水平呈显著正相关(r=0.14,P=0.018)。(2)两种结肠癌细胞系中FGFR2与PAI-1表达水平均正相关。(3)转录组测序KEGG分析结果显示,FGFR2过表达后在JAK/STAT通路显著富集(NES=1.454, P=0.018)。结肠癌细胞中FGFR2激活可通过JAK2/STAT3通路促进肿瘤细胞PAI-1表达。(4)生信分析和体外实验显示PAI-1与巨噬细胞活化及M2极化正相关。(5)皮下瘤模型中,FGFR2过表达组肿瘤体积、肿瘤组织PAI-1表达、外周血PAI-1含量、肿瘤巨噬细胞CD206表达均高于对照组和PAI-1抑制剂处理组。
结论:结直肠癌中PAI-1表达升高,且在基因和蛋白水平与FGFR2表达均呈正相关。FGF/FGFR2信号通过JAK2/STAT3调控结肠癌细胞PAI-1的表达,并诱导M2巨噬细胞极化,从而影响肿瘤微环境,造成免疫抑制。