肝窦内皮分泌MIF促进结直肠癌细胞干性转化的机制研究

Colorectal cancer (CRC) was prone to metastasize to the liver, a few of CRC cells can form liver metastases after arriving at the hepatic sinusoidal, which was interact with the cytokines of intrahepatic and the alternation of signaling pathway regulating the biological characteristics of tumor cells. We have reported that in the liver parenchyma and stroma cells, macrophage migration inhibitory factor (MIF) released by human hepatic sinusoidal endothelial cells（HHSECs） was implicated in the chemotaxis of CRC cells. MIF paraexocrined from HHSECs, but not from the CRC cells themselves, promoted migration and epithelial-mesenchymal transition (EMT).Meanwhile, we found that HHSECs secreted MIF induced EMT in CRC cells,which strongly expressed stem cell markers ,and the ability of forming clone spheres was notably enhanced.However, there is no research reported that MIF can regulate the expression of stem cells marks which adjust the occurrence and evolution of the tumor.Therefore,series methods will be applied including clone-forming by interfere the internal or external MIF, a few of cell forming nude mice subcutaneous tumor assay,and quantitative proteomics analysis of iTRAP, etc. MIF secreted by HHSEC would be a key factor of inducing CRC cells with stemness,and the correlatived signal pathway will be verified，which might be a potential target for anticancer metastasis.

结直肠癌容易发生肝转移，极少量的循环结直肠癌细胞抵达肝血窦后依旧能形成肝转移瘤，这与肝内微环境因子、信号通路的交替调节肿瘤细胞的生物学特性密切相关。我们前期研究证实，在肝实质和间质细胞中，肝窦内皮分泌的巨噬细胞游走抑制因子（MIF）而非结直肠癌细胞自身的MIF能有效增强结直肠癌细胞的定向迁移，促进EMT的发生；进一步研究发现，在外分泌MIF作用下，发生EMT的结直肠癌细胞干性标志物的表达和单细胞克隆球形成能力明显增强。然而，MIF能否发挥调控肿瘤细胞干性相关因子的表达从而调节肿瘤的发生与演进,目前尚无研究报道。因此，本项目拟通过内/外源性干扰MIF的单细胞克隆球形成、低数量级细胞裸鼠成瘤及iTRAQ定量蛋白组信号分析等研究，阐明肝窦内皮分泌的外源性MIF促进结直肠癌细胞干性转化的关键作用及其分子机制，为结直肠癌多重抗转移的靶向治疗提供科学依据。

肿瘤转移的“种子与土壤”学说已经深入到分子领域，如何构建“种子”与“土壤”之间的分子纽带，是目前肿瘤转移微环境研究的热点。结直肠癌（CRC）细胞从原发部位进入血液循环以后，可在肝血窦内驻留，处于预转移状态。但并不是所有预转移状态的肿瘤细胞最终能够完成全部的转移过程。CRC细胞进入门静脉系统及肝血窦内，此时距离肝内转移瘤的形成仅一步之遥。肿瘤细胞适应转移微环境，转移微环境诱导肿瘤细胞的迁移、增生是完成转移瘤形成的重要终末环节。我们的研究发现在CRC靶向肝转移微环境中，人肝窦内皮细胞（HHSEC）分泌的外源性巨噬细胞游走抑制因子（MIF）能诱导并维持CRC细胞上皮间质转化（EMT）特性；同时，HHESEs分泌的MIF能增强CRC细胞干性标志物的表达，促进CRC细胞干细胞克隆球的形成，且形成的干细胞球高表达EMT标志物。对外源性MIF刺激后形成的干细胞克隆球进行RNA测序分析，发现参与维持其干性特征增强与m-TOR通路被激活密切相关。沉默MIF受体CXCR4在CRC细胞系中的表达，外源性MIF诱导CRC细胞形成干细胞克隆球的能力明显减弱，且抑制PI3K、p-AKT、p70s6k及SOX2的表达。收集CRC临床患者外周血样本进行MIF含量和循环肿瘤细胞（CTC）的检测，结果显示发生肝转移的患者血清中MIF含量显著高于没有发生任何远处转移及发生肝外转移的患者，但与CTC的数量并没有明显的相关性，提示外周血中MIF的监测能很好的预测CRC患者肝转移瘤的发生。本研究表明HHSEC分泌的MIF通过促进CXCR4-PI3K-AKT通路活性诱导预转移结直肠癌细胞发生EMT促进其在肝内干细胞克隆球的形成，从而有利于极少量转移癌细胞在肝内形成转移瘤。