间充质干细胞增强原发性肝癌组织胆管表型的机制研究

The appearance of bile duct phenotype in primary hepatocarcinoma suggests the increase of heterogeneity and malignancy of hepatocellular carcinoma tissue which indicates a poor prognosis. Mesenchymal stem cells (MSCs)is an important part of liver cancer microenvironment. Ductular reaction in primary hepatocellular carcinoma (HCC) tissues is considerate as the activation of hepatic progenitor cells (HPCs). Our previous work found that MSCs could induce ductular reaction in primary rat liver cancer model. However, the mechanism is uncelar. In this project, the role of MSCs in HPCs activation and differentiation will be determined in rat HCC model. Furthermore, key cytokines which mediated MSCs influence HPCs activation and differentiation will be investigated in vivo and in vitro. Next, we will detect the mechanism involved in MSCs-mediated HPCs activation and differentiation. Finally, the association between the key gene and HCC prognosis will be analyzed. The study helps us to identify the role and mechanism of MSCs in HCC heterogeneity, which will provide new therapeutic strategy in HCC.

原发性肝癌组织中胆管表型增加提示肝癌组织异质性升高，恶性度增加，患者预后不良。间充质干细胞（MSCs）是肝癌微环境的重要组成部分，肝癌组织中肝前体细胞（HPCs）的激活表现为胆管反应增加，我实验室前期研究发现MSCs输注可导致大鼠原发性肝癌动物模型中胆管表型增加但具体机制尚不明确。本课题拟采用大鼠原发性肝癌模型观察MSCs对原发性肝癌组织中HPCs激活和分化的影响；利用液相芯片结合体内外实验筛选和明确介导MSCs诱导HPCs激活和异常分化的关键因子；进而采用PCR芯片技术结合反向干预实验研究上述关键因子诱导HPCs激活和异常分化的分子机制；最后利用肝癌临床标本结合患者预后资料，探讨MSCs诱导HPCs激活和异常分化相关关键因子表达与患者预后的相关性。该研究有助于我们认识MSCs影响肝癌恶性程度的内在机制，为肝癌的诊疗提供新的理论依据。

原发性肝癌组织中肝前体细胞（HPCs）的激活表现为胆管反应增加，提示肝癌组织异质性升高，且患者预后不良。间充质干细胞（MSCs）具有向肿瘤组织中趋化的特性，我们发现MSCs输注可导致大鼠原发性肝癌动物模型中胆管反应增加，肝癌组织异质性增强，恶性程度显著升高。我们利用单细胞测序技术在大鼠原发性肝癌模型中观察了MSCs与HPCs的互作模式。在肝癌组织中定义出代谢型MSCs1，基质型MSCs2及炎症型MSCs3 这三类MSCs亚型，发现MSCs1和MSC2可能通过Wnt通路促进HPCs干性维持，MSCs2亚群可能通过FGF促进HPCs增殖，MSCs3亚群可能通过TNF促进HPCs的激活。进一步研究发现，肝癌组织中具有衰老表型的内皮细胞介导了募集趋化MSCs至肝癌组织中的作用。最后我们利用医院临床肝癌标本以及TCGA公共数据库数据发现MSCs与HPCs、TAM、Neu和ECs均存在相关性，肝癌组织中MSCs的数量与与肝癌患者的预后负相关。MSCs具有向肿瘤组织中趋化和促进炎症的特性，我们在前期研究中发现过表达Sirt1的MSCs在体内具有很强的促炎能力。本研究中，我们在结肠癌肝转移模型中发现过表达Sirt1的MSCs通过增加肿瘤组织中CD8+T细胞的数量发挥抗肿瘤作用，Sirt1是调控MSCs促炎能力的关键因子，炎症环境中Sirt1过表达的MSCs通过分泌趋化因子募集免疫细胞，但由于iNOS表达降低导致MSCs不能抑制CD8+T细胞增殖，从而达到有效的抗肿瘤作用。肝纤维化是肝癌发生的重要病理基础，HPCs在炎症微环境中的激活和异常分化可能是肝癌发生和复发的根源。我们发现HPCs激活与肝纤维化形成及肝癌发生有关。我们进一步研究发现外源性HPCs输注促进了肝纤维化和肝癌发生，而脂多糖（LPS）在这个过程中发挥了重要作用。后续研究发现LPS可诱导HPCs向肌成纤维细胞分化，而HPCs来源的肌成纤维细胞可进一步促进HPCs的成瘤性。相关研究结果研究提示肌成纤维细胞和肝癌细胞可能均来源于HPCs，HPCs来源的肌成纤维细胞会参与肿瘤微环境的构建，并促进HPCs的增殖和恶性转化。相关研究结果有助于我们加深对炎症微环境诱导肝癌发生以及肝癌异质性形成中的作用及机制认识，也为探索基于炎症微环境干预的肝癌治疗新策略提供理论依据。