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研究目的:本研究旨在验证IL-6/STAT3通路对乳腺癌来源的eMDSCs生成及免疫抑制活性的调控作用,证明乳腺癌eMDSCs中存在JAK/STAT/SOCS3负反馈失调,明确miR-9/miR-181a为核心的ceRNA网络对eMDSCs中JAK/STAT信号通路的调控作用和关键靶基因,最后证明miR-9和miR-181a在促进IL-6诱导的eMDSCs浸润和乳腺癌免疫逃逸中的作用。研究方法:(1)收集50例健康供者外周血,磁珠分选CD33+细胞,体外诱导人乳腺癌eMDSCs,流式细胞仪检测eMDSCs生成比例,qRT-PCR和Western Blot检测eMDSCs中IL-6R、ADAM10、ADAM17、SOCS1-SOCS3、JAK/STAT通路蛋白表达;ELISA、CCK8、Annexin V检测eMDSCs对T细胞细胞因子(IL-10、IFN-γ)分泌、增殖、凋亡的影响。(2)构建野生型、IL-6敲减(IL-6low)型4T1乳腺癌小鼠模型,利用miRNA芯片检测荷瘤鼠eMDSCs中miRNA表达,筛选出与IL-6呈正相关,与SOCS3呈负相关的两个miRNA:miR-9和miR-181a。(3)分离正常BALB/C小鼠骨髓细胞,分别转染mmu-miR-9和mmu-miR-181a mimics,mmu-miR-9和mmu-miR-181a inhibitor及对应的NC,流式检测CD11b+Gr-1-MHC-II-F4/80-细胞比例;qRT-PCR方法检测eMDSCs中SOCS3、Ptpn3、Ptpn4、Ptpn9、PIAS1、PIAS3、IL-10、IDO表达,荧光素酶报告基因验证miR-9、miR-181a分别与SOCS3、PIAS3、Ptpn4的靶向关系;Western Blot检测SOCS3、PIAS3、Ptpn4、JAK/STAT通路相关蛋白表达情况;Brdu、Annexin V检测T细胞增殖、凋亡;qRT-PCR检测4T1和4T1IL-6 low细胞中miR-9和miR-181a表达,探讨miRNA来源。(4)miR-9 agomir、miR-181a agomir及agomir NC转染的eMDSCs注射入4T1荷瘤鼠的肿瘤组织内,观察肿瘤变化,绘制肿瘤生长曲线;流式检测荷瘤鼠肿瘤及脾脏中eMDSCs浸润比例,T细胞增殖、凋亡;Western Blot检测JAK/STAT信号通路蛋白。(5)hsa-miR-9和hsa-miR-181a mimics,hsa-miR-9和hsa-miR-181a inhibitor及对应的NC转染人CD33+细胞,同样方法检测eMDSCs生成比例;T细胞增殖、凋亡;SOCS3、PIAS3、Ptpn4、IL-10、IDO及JAK/STAT通路蛋白表达;荧光素酶报告基因明确miR-9、miR-181a与SOCS3、PIAS3的靶向关系。研究结果:(1)IL-6提高乳腺癌eMDSCs生成比例,阻断IL-6后,eMDSCs比例明显降低;eMDSCs促进T细胞IL-10分泌、抑制IFN-γ分泌、促进T细胞凋亡、抑制T细胞增殖,阻断IL-6后,eMDSCs对T细胞的抑制作用均被逆转。(2)乳腺癌eMDSCs中CD126和gp130表达升高,但是膜结合型CD126表达降低,可溶性CD126表达升高;eMDSCs中JAK1、JAK2、TYK2、STAT1、STAT3蛋白表现为高磷酸化水平并且STAT1、STAT3在eMDSCs中表现为持续磷酸化状态;eMDSCs中SOCS1表达升高,SOCS3表达降低,在eMDSCs和对照组中均未检测到SOCS2扩增;阻断IL-6后,JAK/STAT通路关键蛋白活性降低,SOCS1表达降低,SOCS3表达升高;通过加入外源性ADAM10提高可溶性CD126表达,可诱导p-STAT3和p-STAT1持续高表达,SOCS3处于持续低表达状态。(3)甲基化实验结果表明在人和小鼠eMDSCs中SOCS3启动子区均未发生甲基化;miRNA芯片结果显示在eMDSCs中与肿瘤源性IL-6有关的miRNA有23个,其中有11个与qRT-PCR验证结果一致,相关性分析发现只有miR-9和miR-181a与SOCS3呈负相关关系;eMDSCs中miR-9和miR-181a来源于肿瘤细胞外泌体,抑制外泌体释放后,eMDSCs中miR-9和miR-181a表达降低。(4)体外诱导的小鼠eMDSCs中miR-9和miR-181a表达也升高,降低IL-6后,miR-9和miR-181a表达下降;miR-9和miR-181a提高了CD11b+Gr-1-MHC-II-F4/80-eMDSCs比例,降低了CD11b+Gr-1+MDSC比例,降低miR-9和miR-181a后,CD11b+Gr-1-MHC-II-F4/80-eMDSCs比例下降,CD11b+Gr-1+MDSC比例升高;miR-9和miR-181a提高了eMDSCs中IDO和IL-10表达,增强了eMDSCs对T细胞的抑增殖、促凋亡作用,抑制miR-9或miR-181a表达后,以上作用被逆转;PCR、WB和荧光素酶报告基因结果显示miR-9和miR-181a可以分别靶向抑制SOCS3和PIAS3,并且SOCS3与PIAS3具有正相关关系;miR-9和miR-181a共同促进JAK/STAT信号通路活化。(5)提高eMDSCs中miR-9和miR-181a表达,可以促进乳腺肿瘤生长;miR-9和miR-181a促进荷瘤鼠肿瘤及脾脏中CD11b+Gr-1-MHC-II-F4/80-eMDSCs浸润;提高了eMDSCs抑T细胞增殖、促T细胞凋亡作用;刺激JAK/STAT信号通路活化。(6)最后在体外诱导的人乳腺癌eMDSCs中,miR-9和miR-181a高表达;miR-9和miR-181a促进eMDSCs生成,提高eMDSCs对T细胞的抗增殖、促凋亡作用;miR-9和miR-181a分别靶向调控SOCS3和PIAS3,SOCS3与PIAS3具有正相关关系;miR-9和miR-181a共同促进JAK/STAT信号通路活化。研究结论:(1)肿瘤源性IL-6通过激活JAK/STAT3通路促进乳腺癌eMDSCs生成并抑制T细胞免疫;(2)持续的IL-6刺激诱导的SOCS3负反馈失调导致JAK/STAT3通路持续活化调控了乳腺癌eMDSCs生成和免疫抑制活性;(3)可溶性CD126介导的IL-6 trans信号通路与JAK/STAT/SOCS3信号通路异常有关;(4)在人和小鼠eMDSCs中,IL-6相关的miR-9和miR-181a分别通过靶向调控SOCS3和PIAS3形成ceRNA网络协同促进JAK/STAT信号通路活化,调控乳腺癌eMDSCs生成和免疫活性,促进乳腺癌免疫逃逸。