肿瘤干细胞在肝癌射频消融后残留进展的作用及机制研究

Imaging guided radiofrequency ablation (RFA) has widespread clinical use to treat a wide range of focal tumors，especially in the liver. Yet, poorly characterized and underappreciated the tumor progression after the procedure, remains a significant barrier to clinical efficacy. Cancer stem cells (CSC) have the self-renew ability and cause disease progression in many tumors. We have shown that positive rate of CSC marker (CD133, CD326) increased and expression levels of ATK pathway upregulation in the recurrent tumors after RFA. Our initial experiments showed that administration of all-trans retinoic acid potentiated the anti-cancer effect of RFA by inducing differentiation of CSC in liver cancer. Building upon our history of combining agents with tumor ablation to achieve concentrated drug delivery to tissues surrounding the ablation zone and our demonstrated ability to modulate responses to cytokines/transcription factors (NSFC grants), we hypothesize that the liver tumor progression was related with the CSC upregulation after RFA treatment and HSF-1/HSP70, AKT, ERK, Notch pathway might be involved. the corresponding strategy included interfering CSC self-renew, blocking CSC pathway and inducing differentiation of CSC. Our aim is to use adjuvant therapy of targeting CSC in liver cancer and decrease tumor progression after RFA, and finally improve the overall outcome of RFA of HCC.

中国是肝癌大国，影像引导射频消融作为微创治疗方式，在临床应用广泛。然而，射频后残留进展率高成为影响疗效的难题，并缺乏有效的处理措施。肿瘤干细胞具有自我更新能力，是肿瘤复发转移的关键因素。申请人前期研究显示射频后残留肝癌组织的肿瘤干细胞相关表面标记物CD133及CD326阳性率提高，同时AKT通路上调，可能为加速肿瘤生长的重要机制。已通过动物预实验证实，应用肿瘤干细胞分化诱导剂-全反式维甲酸可降低消融后肿瘤干细胞比率，并抑制肿瘤复发生长。申请人在前期研究(国自然青年基金及面上基金)基础上，将进一步探讨消融后肿瘤残留进展与肿瘤干细胞相关的关键依据：与HSF-1/HSP70(热休克蛋白)和AKT，ERK，Notch等通路的相关性及调控关系；并从阻断干细胞更新，阻断干细胞通路及分化诱导等不同角度进行干预，针对肿瘤干细胞作用的关键靶点，建立与射频消融联合治疗肝癌的新模式。

影像引导射频消融（RFA）与手术切除及肝移植被共同列为肝癌的三大治疗手段之一，目前广泛应用于临床。然而，治疗后肿瘤局部残留复发率高成为影响疗效的主要因素，射频消融引起机体局部反应，尤其可能刺激残留肿瘤生长的机理尚未阐明，并缺乏有效的处理措施。肿瘤干细胞(CSC)作为一种具有自我更新能力和肿瘤形成潜能的细胞，与肿瘤复发进展密切相关。本研究完成射频消融后局部复发与肿瘤干细胞富集的关系探讨，比较射频消融前后肿瘤干细胞相关标记物的表达情况，结果显示干细胞相关标记物CD133、CD326表达增加，干细胞相关基因ABCG2、OCT4、SOX2等表达上调。临床病例肝肿瘤标本病理分析显示RFA后肿瘤细胞更加密集，结构更紊乱；RFA后消融灶旁残留复发，超声造影表现形状更不规则。肝癌射频后复发组织中CD133、CD326阳性细胞增多；与原发性肝癌相比，不完全RFA后复发肝癌患者的总生存率较差。重视残留复发癌治疗策略，有助解决复发癌RFA治疗难题。动物实验提示基于干细胞诱导分化剂维甲酸（ATRA）联合RFA的抗肿瘤治疗策略，通过ATRA促进RFA后富集的肿瘤干细胞分化，协同发挥药物和热消融的抗肿瘤作用，延长生存期。根据长期疗效观察，ATRA+RFA组获得最佳动物终点生存率，且治疗组之间的动物体重曲线未见明显差异，提示ATRA可改善长期疗效，同时未明显增加毒性，具有一定的临床应用前景。进一步的机制研究发现，ATRA通过抑制AKT磷酸化阻断肿瘤干细胞中的PI3K/AKT通路，从而发挥抑制干细胞的作用。研究成果在SCI期刊发表论文10篇，在核心期刊论文发表8篇，国内学术会议论文发表10次，国际学术会议论文发表9次并获奖2次。研究成果获得国际专利授权1项，参加学习班（国家级继续教育项目）及进修班10次，并到各省市讲学推广，具有较好的社会效益。