在肝癌发生过程中肿瘤坏死因子-α对肝前体细胞异常分化的影响及机制研究

Inflammatory microenvironment is closely related to hepatocarcinogenesis. The abnormal differentiation of hepatic progenitor cells (HPCs) induced by inflammatory microenvironment was considered to induce hepatocarcinogenesis. In our previous study, we found that inhibition of tumor necrosis factor alpha (TNF-α) had an effect on hepatocarcinogenesis and reduced HPCs activation, which was indicated that TNF-α influenced hepatocarcinogenesis might through regulation of HPCs abnormal differentiation. Firstly, this study is intended to observe the influence of TNF-α inhibition on HPCs activation and abnormal differentiation by TNFα-/- animal models; Secondly, the abnormal differentiation of HPCs induced by TNF-α is investigated by experiments in vitro and in vivo; The specific molecular mechanism of HPCs abnormal differentiation is further discussed, which is to screen the key molecular of TNF-α to promote hepatocarcinogenesis; Finally, combined with clinical tissue specimens, we intend to detect the expression of TNF-α and key molecular mediating HPCs abnormal differentiation in liver cancer tissue samples, and analyze the correlation with recurrence and prognosis of HCC patients. This study is further clarifying the influence of inflammatory microenvironment on hepatocarcinogenesis by detecting the effect of TNF-α on HPCs abnormal differentiation, which can also provide experimental basis for the new antitumor strategy by aiming TNF-α.

炎症微环境与肝癌发生密切相关，其可能通过影响肝前体细胞（HPCs）异常分化参与肝癌发生，我们前期研究发现阻断TNF-α可以抑制肝癌发生，HPCs激活也明显减少，提示TNF-α可能通过影响HPCs参与肝癌发生，但对HPCs异常分化的影响及具体机制仍不明确。本研究首先利用TNF-α-/-等大鼠诱癌模型，观察在肝癌发生过程中抑制TNF-α对HPCs激活及异常分化的影响；随后通过体内外实验观察TNF-α对HPCs分化的影响；进一步探讨TNF-α影响HPCs异常分化的关键分子，明确TNF-α影响肝癌发生的具体机制；最后结合临床肝癌组织标本，分析TNF-α影响HPCs异常分化关键分子的表达与肝癌患者复发及预后的相关性，验证该分子的临床意义。本研究通过探讨TNF-α对HPCs异常分化的影响进一步诠释了炎症微环境在肝癌发生过程中的意义，也为针对TNF-α抗肿瘤新策略的研究提供了实验基础。

肝癌是炎症相关性疾病，TNF-α是炎症微环境中重要组成部分，但其影响肝癌发生的具体机制仍未明确。肝癌也是干细胞疾病，研究证实炎症微环境中肝前体细胞（HPCs）激活与肝癌发生密切相关，因此TNF-α可能是通过影响HPCs激活及异常分化参与肝癌发生。本课题我们采用DEN诱导大鼠肝癌发生模型，在肝癌发生过程中给予不同剂量的TNFR2-Fc融合蛋白变异体（TNFR2-FcV）以影响大鼠体内TNF-α浓度，并采用Tnfα-/-大鼠进行DEN诱癌，观察TNF-α浓度的改变对大鼠肝脏损伤、肝癌发生及肝癌类型的影响，进一步分析不同浓度的TNF-α对HPCs激活、分化的影响在DEN诱导肝癌发生过程中的作用，探讨其中的具体分子机制，以明确TNF-α影响肝癌发生及肝癌异质性的本质。研究结果显示：高剂量（8 mg/kg）TNFR2-FcV处理及敲除TNF-α均能明显降低DEN诱导大鼠肝癌发生率，但大鼠血清中肝功能指标升高，肝脏损伤加重，生存期缩短。低剂量（1 mg/kg）TNFR2-FcV处理后，大鼠肝癌发生率无明显变化，但血清中肝功能指标下调，肝脏损伤减轻，生存期延长。进一步探讨其作用机制，发现DEN诱导大鼠肝癌发生过程中，高剂量TNFR2-FcV处理及敲除TNF-α可以增加肝细胞凋亡、抑制其增殖，与肝癌发生密切相关的HPCs激活数量也明显减少；体内外研究表明TNF-α与HPCs表面TNFR2结合，激活细胞中Stat3信号通路，进一步促进HPCs激活及增殖；临床肝癌癌旁组织标本中TNF-α与HPCs激活的关键分子表达成正相关，进一步验证了我们前期体内外实验结果。DEN诱导大鼠的肝癌病理类型在低剂量TNFR2-FcV干预后发生明显改变，HCC/CC混合样结构减少，大鼠生存期延长；体外实验中TNF-α诱导HPCs向胆管细胞方向分化，其机制可能与其激活间质细胞中NF-κB信号通路，进而上调胆向分化Notch信号通路配体Jagged 1表达有关；临床原发性肝细胞癌组织标本中，TNF-α表达越高，其复发类型为混合癌的比例越高。由此可见，TNF-α对肝癌发生过程的影响不仅与HPCs激活有关，还影响其异常分化方向，作用机制也存在不同，因此，本项目不但深入了解了炎症影响肝癌发生及肝癌异质性的本质，还为进一步的肝癌干预提供理论指导。