肝星状细胞通过MEF2调控组蛋白乙酰化失衡在肝细胞肝癌发生中的作用研究

摘要

肝细胞肝癌(hepatocellular carcinoma，HCC)是世界上第五大最常见的恶性肿瘤，每年约有100万以上的人新患此病和超过50万的人死于此病，占全球恶性肿瘤死亡原因的第3位， 基因和细胞生物学的研究表明，实质细胞和间质细胞的共同作用是癌症形成和发展的重要基础。间质细胞包括活化的(肌)成纤维细胞、炎症细胞、内皮细胞等，通过细胞因子、化学因子、细胞外基质(extracellular matrix，ECM)或细胞间的直接接触等途径和实质细胞相互作用，与实质细胞癌变、肿瘤中新生血管及结缔组织生成、肿瘤免疫等有关，在肿瘤发生发展中扮演重要角色。 肝脏的间质细胞包括肝星状细胞(hepatic stellate cell，HSC)和枯否细胞等。HSC又称为Ito细胞、贮脂细胞(1ipocyte)、窦周细胞(perisinusoidall ceil)，呈梭形或多边形，位于肝窦内皮与肝细胞之间的Disse间隙内，其特点是具有长的分枝状的细胞突起，并通过这些细胞突起与肝窦内皮细胞和肝细胞形成紧密接触，为HSC和肝细胞的相互作用奠定了生理解剖学基础。 MEF2家族成员的N端都包含MADS/MEF2S位点，可以调控和DNA的结合以及和基因的相互作用。通过MADS/MEF2S位点，MEF2可以募集Ⅱ型组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylases，HDACs)和/或乙酰基转移酶(histoneacetyltransferases，HATs)。组蛋白去乙酰化酶(HDACs)和乙酰基转移酶(HATs)是调控组蛋白乙酰化状态的两种功能相反的酶，前者主要是移去核心组蛋白(H2A，H2B，H3和H4)N端赖氨酸残基上的乙酰基，使组蛋白低乙酰化；后者则将乙酰辅酶A上的乙酰基转移到核心组蛋白分子N端赖氨酸的ε-氨基上，进行乙酰化修饰，使组蛋白高乙酰化。大量体外研究发现应用HDACs抑制剂可以阻滞肿瘤细胞周期，抑制其生长，诱导其分化和/或凋亡。HDACs抑制剂已被美国FDA批准用于白血病的治疗，在实体瘤治疗中的应用处于临床试验阶段。但是也有研究结果提示，HDAC基因的低表达状态与癌症的不良预后相关。如在乳腺癌中，HDAC6 mRNA和蛋白质水平在直径小于2cm、雌激素受体和孕激素受体阳性的肿瘤组织中呈高表达，其高表达状态与乳腺癌患者的无瘤生存率及内分泌治疗的有效性呈正相关。另外，有人报道Ⅱ型HDAC基因表达水平的下降与肺癌患者的不良预后显著相关，是一个独立的不良预后预测指标，尤其是HDAClO。依据这些研究结果，试图使用HDACs抑制剂作为抗癌药，通过提高细胞组蛋白的乙酰化水平来治疗乳腺癌和肺癌等实体肿瘤，前景不容乐观。迄今为止，国内外尚未对肝癌中HDACs/HATs的表达状态、组蛋白乙酰化水平进行系统、详尽的研究。人们直接尝试应用HATs抑制剂或HDACs抑制剂改变组蛋白乙酰化状态以治疗肝癌，结果体外研究发现两者都有潜在的抗癌作用。HATs抑制剂如姜黄素(Cur)，镍离子和1，10-二氮杂菲铜(1，10-phenanthroline-Cu2+)可下调抗凋亡基因表达、抑制肝癌细胞生长、导致肝癌细胞凋亡；另外的研究却支持HDACs抑制剂对肝癌细胞的抑制作用，其机制有：1)阻滞肝癌细胞周期，抑制细胞生长、增殖，上调抑制细胞周期的基因，诱导凋亡；2)恢复多个抑癌基因的表达；3)降低肝癌细胞的端粒酶活力，抑制肝癌细胞增殖；4)通过NK细胞介导的免疫反应，破坏肝癌细胞。互相矛盾的体外研究结果，促使我们有必要进一步了解：(1)肝癌组织中的组蛋白乙酰化水平及其调节酶的表达，以期为以改变组蛋白乙酰化状态为治疗靶点的新的抗癌药物在肝癌中的应用提供科学依据；(2)肝癌发生过程中组蛋白乙酰化异常是否与MEF2有关。 因此，本实验观察人正常肝组织、肝硬化和原发性HCC组织中HSC的活化情况、检测MEF2和Ⅱ型HDACs(HDAC4，-5，-6，-7，-9，-10)基因的表达、分析组蛋白乙酰化状态，致力于探索HCC发生过程中组蛋白乙酰化的异常变化，探讨活化的HSC通过MEF2，募集Ⅱ HDACs/HATs，调节组蛋白乙酰化修饰水平，从而在HCC发生中发挥重要作用的可能机制。

目录

论文说明：Abbreviations

第一部分：肝细胞肝癌发生过程中肝星状细胞活化的研究

前言

材料和方法

结果

讨论

结论

参考文献

第二部分：肝星状细胞源性肌细胞增强因子2在肝细胞肝癌发生过程中的作用研究

前言

材料和方法

结果

讨论

结论

参考文献

第三部分：肝细胞癌发生中组蛋白乙酰化状态及其与肌细胞增强因子2的相关性研究

前言

材料和方法

结果

讨论

结论

参考文献

综述一：肝星状细胞活化与肝细胞肝癌

综述二：组蛋白乙酰化/去乙酰化与肝癌

攻读博士期间发表论文

致谢