肿瘤酸性微环境活化肝星状细胞促进肝癌转移的分子机制

摘要

实体瘤通常具有酸化的特征，浸润于肿瘤组织中的肿瘤相关间质细胞，同肿瘤细胞一样暴露于肿瘤酸性微环境中，但该酸性生存条件对肿瘤相关间质细胞有何影响未见报道。本课题对普遍存在于肝细胞癌（Hepatocellular carcinoma，HCC）组织中的肝星状细胞（Hepatic stellate cell，HSC）在肿瘤酸性微环境的行为和机理进行了研究，体外模拟肿瘤酸性微环境，发现酸性培养条件下肝星状细胞活化标志物α-SMA表达水平显著上调、细胞骨架重排、细胞形态似肌成纤维母细胞、趋化能力加强，呈现明显的活化特征。同时，肝星状细胞的生长被酸性培养条件所抑制，呈现凋亡和细胞G0/G1期阻滞。对酸性培养条件下的肝星状细胞全基因组表达谱进行分析，肝星状细胞活化的经典通路呈激活状态；信号通路分析显示Erk1/2磷酸化处于相互作用网络的核心位置。进一步验证发现，酸性条件处理时，Erk1/2磷酸化水平瞬时增加；加入Erk1/2磷酸化抑制剂U0126后，酸化引起的α-SMA表达上调被抑制。裸鼠肝原位共同接种肝癌细胞和肝星状细胞，当施加质子泵抑制剂（Proton pump inhibitor，PPI）埃索美拉唑（Esomeprazole，ESMO）时，肿瘤酸化得到缓解，肝星状细胞活化水平及Erk1/2磷酸化水平降低。以上结果表明，肿瘤酸性微环境对浸润肝癌组织中的肝星状细胞具有加剧其活化的作用，这一作用依赖于Erk1/2的磷酸化水平。
　　体外收集酸性条件下活化的HSC条件培养基，该条件培养基可促进HCC细胞迁移；裸鼠肝原位共同接种人HCC细胞和HSC细胞，HSC显著促进远端肺转移，但这一促进作用可被PPI（ESOM）显著削弱。利用细胞因子芯片和酶联免疫吸附测定法（Enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA）检测分析HSC条件培养基，发现骨桥蛋白（Secreted phosphoprotein1，Osteopontin，OPN）可能是促进 HCC迁移的重要因子；OPN中和抗体能够抑制条件培养基促迁移的作用，进一步证实OPN介导了酸活化的HSC促进HCC迁移的作用；同时，裸鼠血清中OPN浓度与HCC远端转移灶的数目也呈现正相关性。对49例肝癌患者的癌和癌旁组织进行分析，发现HSC活化标志物α-SMA和OPN的表达呈现显著的正相关，对术后复发资料进行分析，发现α-SMA和OPN两者均高表达的肝癌患者更易复发。研究结果显示，肝星状细胞在肿瘤酸性微环境中生存并活化后发挥着促进HCC转移的作用。
　　综上所述，本课题发现肿瘤酸性微环境可加剧肝星状细胞的活化，此种活化依赖于Erk1/2信号通路的激活；酸活化的肝星状细胞对肝癌转移具有促进作用，而OPN是这一过程中较为关键的执行分子；同时，肝癌组织中活化的HSC，预示着较差的预后。以上研究结果提示，除了活化细胞外基质酶和促进细胞外基质降解外，肝癌酸性微环境对肝星状细胞的活化是其改造微环境、促进肝癌转移的新途径，有望成为新的肝癌治疗靶点。

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1.肿瘤酸性微环境加剧肝星状细胞活化

1.1. 引言

1.2. 材料和方法

1.3. 结果

1.4. 讨论

1.5. 小结

2.肿瘤酸性微环境活化的肝星状细胞促进肝癌转移

2.1. 引言

2.2. 材料和方法

2.3. 结果

2.4. 讨论

2.5. 小结

结论

参考文献

附录-综述:靶向肿瘤酸性微环境的治疗策略

致谢

攻读学位期间发表论文