缺氧诱导的microRNA调控TIP30表达促进胰腺癌转移作用机制的研究

The high metastasis and recurrence rate is the main reason for the poor clinical outcomes of pancreatic cancer patients. Tumor microenvironment, especially the hypoxic microenvironment, was essential for tumor recurrence and metastasis, but the mechanism has not been fully elucidated. Our previous study found that TIP30，an important metastasis suppressor gene，was significant decreased by hypoxia treatment. Meanwhile, recent studies showed that hypoxia can regulate the expression of some key protein for tumorigenesis through inducing microRNAs. So, whether the hypoxic microenvironment in pancreatic cancer can induce some microRNAs regulating TIP30 expression to promote metastasis, is a scientific hypothesis we proposed. To prove our hypothesis, firstly, we will access the important role of TIP30 in hypoxia promoting metastasis process by in vitro experiment. Secondly, we will map the profile of hypoxia-induced microRNAs and predict the candidate microRNAs which can suppress TIP30 expression by the bioinformatic tools. Thirdly, we will carry out the Lentiviral vector to study the regulation mechanism between microRNAs, TIP30 expression and invasion capability. Finally, we will evaluate the predicted value for prognosis in the clinical samples. This investigation could elucidate the mechanism how hypoxia promote metastasis and provide a new method to predict the prognosis of pancreatic cancer.

胰腺癌的转移复发是限制其远期疗效的主要瓶颈。肿瘤微环境与转移复发密切相关，其中缺氧是胰腺癌更易转移的重要原因，但机制尚未完全阐明。我们发现胰腺癌中缺氧可以影响转移抑制基因TIP30的表达；同时，新近研究表明缺氧可以通过其诱导的microRNAs调节关键蛋白的表达。因此，胰腺癌中缺氧有可能通过所诱导的microRNAs调控TIP30表达促进胰腺癌转移。本课题拟在这些线索的基础上，首先，观察缺氧对TIP30表达及侵袭能力的影响，明确TIP30在缺氧促进胰腺癌侵袭中的作用；其次，筛选出胰腺癌中缺氧诱导的，可以调控TIP30表达的microRNAs；随后，通过体内、外实验阐明缺氧诱导的microRNAs调控TIP30表达促进转移的具体机制；最后，结合临床标本，探讨所筛选microRNAs与临床病理及预后的关系。本课题的施行可以加深对缺氧促进转移机制的认识，为胰腺癌的转移复发及预后判断提供新方法。

胰腺癌的高转移复发是影响远期疗效的主要瓶颈。肿瘤转移复发与所处的微环境密切相关，其中重度缺氧是胰腺癌更易转移的重要原因。我们前期研究发现胰腺癌中缺氧可以影响转移抑制基因TIP30的表达，但机制尚不清楚。而新近研究表明，缺氧可以通过其诱导的microRNAs调节关键蛋白表达丰度，改变肿瘤生物学特性。我们拟在此基础上，利用生物信息学软件从胰腺癌缺氧诱导的microRNAs表达谱芯片中，预测可能调控TIP30的microRNAs并进行验证；最后结合临床标本，探讨其与临床病理及预后的关系。本课题的施行可以加深对缺氧促进转移机制的认识，为胰腺癌的转移复发及预后判断提供新方法。我们研究发现肿瘤微环境中缺氧、LPS等因素对肿瘤转移能力的影响，证实LPS可以促进结肠癌细胞的侵袭转移；其中LPS通过激活SDF-1α/CXCR4轴发挥促进结肠癌细胞发生EMT的作用。我们还收集了80例结肠癌临床组织标本，发现相对于CXCR4低表达的结肠癌患者，CXCR4高表达的患者其发生转移率更高，预后更差。我们还发现LPS可通过激活缺氧诱导因子HIF-1α调控肝癌干细胞的干性维持，包括相关标志物的表达、自我更新能力，成瘤能力以及侵袭转移能力。同时我们还进一步发现除了微环境的物理因素等，微环境中的细胞组分，如肝星状细胞、成纤维细胞等对于肿瘤的侵袭转移以及肿瘤干细胞的干性维持均发挥重要作用。此外，我们还阐明了肝脏的重要基质细胞肝星状细胞通过HGF/c-Met信号通路促进肝癌细胞的侵袭转移的作用机制；同时我们也发现癌旁成纤维细胞通过募集肝癌干细胞并维持其干性来促进肝细胞癌的发展，并进一步阐述了IL-6、HGF等因子在其中发挥的作用。上述研究结果目前已发表SCI论文5篇，总影响因子为24分，并培养了2名硕士研究生。基于此，我们课题组完成了项目组的预期目标，阐明了缺氧、LPS等肿瘤微环境中的恶劣因素影响肿瘤侵袭转移能力的作用机制，并进一步诠释了肿瘤微环境中的基质细胞（成纤维细胞和肝星状细胞等）在肿瘤侵袭转移和肿瘤干细胞干性维持中的关键作用。