TGF-β-CD147正反馈环路调控细胞可塑性促进肝癌发生发展的分子机制

Cellular plasticity plays an important role in the progression of hepatocellular carcinoma, with the molecular mechanisms regulating plasticity of cells remains unclear. Our previous study has revealed a positive feedback loop between transforming growth factor beta (TGF-β) and CD147, which promotes the epithelial-mesenchymal transition (EMT) of hepatic cells and dedifferentiation of hepatoma cells. However, the mechanism underlying TGF-β-CD147 loop has not been completely understood. Moreover, we want to explore whether or not TGF-β-CD147 loop exists in the DEN-induced HCC model and promotes HCC progression via regulating cellular plasticity. TGF-β-CD147 loop may serve as a potential target for differentiation therapy of HCC..This study will firstly confirm the role of TGF-β-CD147 loop in regulating cellular plasticity and enhancing malignancy of cells, and the mechanism underlying the loop will be explored. HCC will be induced in the hepatocyte-specific Basigin/CD147 knockout mice and control mice by mutation inducer DEN combined with tumor enhancer PB to examine the role of TGF-β-CD147 loop in plasticity regulation and progression of HCC in vivo. Finally, we will also try to study the potential of TGF-β-CD147 loop as a target for repressing the carcinogenesis and development of HCC.

上皮细胞可塑性在肝癌进程中起到重要作用，但其调控网络并不明确，且在体内模型中少有研究。申请人前期研究表明，“炎-癌链”中细胞因子TGF-β可与肝癌抗原CD147形成正反馈环路，调控肝细胞/肝癌细胞细胞可塑性。然而，TGF-β与CD147相互调节的具体机制尚未阐明；在动物体内肝癌模型中，TGF-β-CD147环路是否通过调节细胞可塑性推进肝癌进程；TGF-β-CD147环路能否成为新的肝癌防治靶标——这些问题有待深入探讨。.本课题将首先在细胞系水平明确TGF-β-CD147环路对肝细胞/肝癌细胞可塑性及恶性行为的影响，阐明TGF-β与CD147相互调控机制；构建肝细胞特异性敲除Basigin/CD147基因小鼠，建立化学诱导肝癌模型，探讨TGF-β-CD147环路在肝癌进展及肝癌细胞可塑性调控中的作用；并以TGF-β-CD147环路为靶点，研究通过调节肝癌细胞可塑性阻抑肝癌进程的可能性。

上皮细胞可塑性在肝癌进程中起到重要作用，但其调控网络并不明确，且在体内模型中少有研究。申请人前期研究表明，“炎-癌链”中细胞因子TGF-β可与肝癌抗原CD147形成正反馈环路，调控肝细胞/肝癌细胞细胞可塑性。然而，TGF-β与CD147相互调节的具体机制尚未阐明。本课题通过在细胞系水平、肝细胞特异性basigin/CD147敲除鼠模型及人肝癌组织样本中的研究，发现TGF-β1-CD147自我调控环路参与调节肝癌细胞的分化可塑性。研究发现，TGF-β1可上调肝癌细胞CD147 表达并介导去分化现象，而全反式维甲酸处理则使低分化肝癌细胞CD147表达下调，诱导细胞重新分化。CD147稳定转染使高分化肝癌细胞发生去分化，增强肝癌细胞恶性行为。CD147通过其下游分子β-黏连蛋白（β-catenin）调控TGF-β1表达，通过MMPs促进TGF-β1活化，从而激活TGF-β1下游Smad-Snail1通路，抑制肝细胞核因子4α（hepatocyte nuclear factor 4α，HNF4α）等分化相关分子，参与去分化过程。小鼠肝细胞特异性basigin/CD147基因敲除可抑制肝细胞的去分化现象，并降低肝癌诱导遗传毒性致癌物二乙基亚硝胺（DEN）的致癌敏感性。对临床肝癌组织样本分析发现，CD147与TGF-β1表达存在正相关，与HNF4α存在负相关；肝癌组织中CD147阳性表达及HNF4α低表达均预示着较差的预后。研究发现，过表达HNF4α和Smad7及干涉CD147的慢病毒载体共同感染低分化肝癌细胞后，多种肝细胞表型分子表达上调，细胞增殖能力、抗凋亡能力、皮下成瘤能力等恶性行为减弱。研究证实TGF-β1-CD147自我调控环路通过调节肝癌细胞的分化可塑性促进肝癌进程，而靶向TGF-β1-CD147环路可能作为肝癌分化疗法的潜在靶点。