热量限制通过HIG2/ATGL通路调控中性粒细胞脂质代谢抑制肿瘤生长的机理研究
批准号:
82103020
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
高见
依托单位:
学科分类:
肿瘤康复
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
高见
中文摘要
热量限制(CR)是具有明确抑瘤作用的饮食干预措施,然而长期CR引起的副作用限制了其在肿瘤康复及治疗中的应用,因此阐明CR的抑瘤机制成为其临床应用的突破口。前期研究中,我们在证实CR显著抑制小鼠胰腺癌和肺癌生长的基础上,通过单细胞测序对潜在免疫机制进行了全面分析,并结合功能实验首次揭示抑制中性粒细胞在CR抑瘤中的重要作用。中性粒细胞的促瘤作用逐渐被重视,而胞内脂质堆积导致的脂滴释放则是其重要的促瘤机制。进一步研究提示,CR可能下调中性粒细胞脂质代谢调控分子HIG2表达,进而上调脂质代谢酶ATGL促进脂质降解,从而阻碍其通过释放脂滴促进肿瘤细胞增殖、抑制抗肿瘤免疫的作用。本项目拟在上述研究的基础上,进一步解析CR通过调控中性粒细胞脂质代谢从而抑制肿瘤的分子机制,并探索其辅助免疫治疗的可能。本研究结果将对饮食干预调控肿瘤进展的机制有一全新的认识,有望为肿瘤康复及综合治疗提供策。
英文摘要
Caloric restriction (CR) is a dietary intervention with a clear anti-tumor effect. However, the side effects caused by long-term CR limit its application in cancer rehabilitation and treatment. To clarify the anti-tumor mechanism of CR has become a breakthrough in its clinical application, and it is also a hot spot in the research of diet intervention for inhibiting tumor. Based on the confirmation of the anti-tumor effect of CR on pancreatic cancer and lung cancer in mice, our previous experiments revealed for the first time the important role of neutrophil suppression in CR suppressing tumors through single-cell sequencing and functional analysis. The tumor-promoting effect of neutrophils is getting more and more attention, and the release of lipid droplets caused by lipid accumulation is a new mechanism of its tumor-promoting effect. Our further research suggests that CR can down-regulate the expression of neutrophil lipid metabolism regulating molecule HIG2, and then up-regulate fat metabolism enzyme ATGL to promote lipid degradation, thereby preventing it from releasing lipid droplets to promote tumor cell growth and inhibit anti-tumor immunity. This project intends to further analyze the molecular mechanism of CR by regulating the lipid metabolism of neutrophils to inhibit tumors on the basis of the above research, and explore the possibility of its adjuvant immunotherapy. This study will provide a new understanding of the mechanism of dietary intervention in regulating tumor progression, which is expected to provide new strategies for tumor rehabilitation and comprehensive treatment.
热量限制(CR)是一种有效的饮食干预措施,可诱导哺乳动物形成强大的肿瘤抗性表型。众所周知,热量限制会广泛影响免疫系统,但免疫系统在热量限制诱导的肿瘤抑制中的具体作用及其内在机制尚不清楚。基于单细胞测序分析,我们发现 CR 显著降低了肿瘤浸润中性粒细胞(TINs)的比例并改变了其功能。去除中性粒细胞在很大程度上消除了CR的肿瘤抑制作用,这表明中性粒细胞在CR诱导的肿瘤抑制中起着主导作用。值得注意的是,CR明显抑制了肿瘤浸润中性粒细胞中脂质的积累,并下调了脂质分解抑制因子HILPDA的表达。在中性粒细胞中条件性敲除 HILPDA,可降低肿瘤浸润中性粒细胞内脂质含量。中性粒细胞中脂质含量的降低有效抑制了肿瘤的生长并增强了抗肿瘤免疫力,这可能是由于脂质从肿瘤浸润中性粒细胞向肿瘤细胞和免疫效应细胞的转移减少所致。在中性粒细胞特异性 HILPDA 基因敲除的小鼠中,CR 的肿瘤抑制作用几乎消失,这表明 HILPDA 的下调和肿瘤浸润中性粒细胞中的低脂状态对CR诱导的肿瘤抑制作用至关重要。从机制上讲,CR通过下调胰岛素样生长因子(IGF-1)的浓度,降低了中性粒细胞中缺氧诱导因子(HIF-1α)(HILPDA的一个关键转录调控因子)的mRNA表达,从而限制了它们在缺氧肿瘤微环境中的HILPDA表达。我们还发现癌细胞通过产生CXCL8诱导中性粒细胞形成胞外诱捕网,中性粒细胞胞外诱捕网可以促进肿瘤进展和抑制NK细胞介导的抗肿瘤免疫。总之,我们的研究揭示了CR诱导的肿瘤抑制机制,表明靶向IGF-1/HIF-1α/HILPDA轴以缓解TINs中的脂质蓄积是潜在的癌症治疗策略,而且抑制中性粒细胞胞外诱捕网形成为癌症治疗提供了新的候选方案。
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