PROX1在原发性肝细胞癌发生发展中的功能和作用机制研究

Primary hepatocellular carcinoma (HCC) is a major life and health hazard in China. HCC has the characteristics of difficult early detection, tumor invasion and metastasis, and poor prognosis. At the molecular level, despite multiple genes found associated with development of HCC, the mechanisms underlying the dysregualtion of their expression and/or protein activity in HCC cells are far from clear. The Wnt/beta-catenin pathway which is frequently activated abnormally in HCC plays an important role in the proliferation and invasion of HCC cells. However, the cause of the abnormal activation of the Wnt/beta-catenin pathway has not been elucidated. PROX1 is a key regulator in embryonic liver development. A significant role of PROX1 in promoting HCC cell invasion and metastasis has been demonstrated in our previous study while PROX1's involvement in the proliferation of HCC cells awaits further research. On the other hand, our recent study suggest that PROX1 might activate the Wnt/beta-catenin pathway in HCC cells. In this project, we will use HCC cell models, HCC xenograft mouse models and PROX1 transgenic mice to investigate PROX1's function and mechanism of action in the proliferation of HCC cells, and attempt to identify potential biomarkers associated with HCC cell proliferation and invasion.

原发性肝细胞癌（HCC）严重危害我国人民的生命健康，HCC具有早期发现难、易转移、预后差的特点。在分子水平上，虽然已发现多个基因的表达异常或产物活性异常与HCC的发生发展相关，但引起这些异常的分子机制往往不清楚。Wnt/beta-catenin途径在HCC中常呈现异常的活化，很多研究显示该途径在HCC细胞的增殖和侵袭中具有重要作用，但其异常活化的原因还未被阐明。PROX1是胚胎肝脏发育过程中的关键调控因子。我们前期已证明PROX1对HCC细胞的侵袭和转移具有显著的促进作用，但是PROX1在HCC细胞增殖中的作用还待深入研究，我们还初步发现PROX1可能调控HCC细胞中Wnt/beta-catenin途径的活化。在本项目中，我们将利用HCC细胞模型、HCC荷瘤裸鼠模型和PROX1转基因小鼠模型研究PROX1在HCC细胞增殖中的功能及作用机制，并初步鉴定与HCC细胞增殖和转移相关的生物标志物。

Wnt/beta-catenin途径在原发性肝细胞癌（HCC）中常呈现异常的活化，在HCC细胞的增殖和侵袭中具有重要作用，但其异常活化的原因还未被阐明。该异常活化可能缘于该途径关键基因的体细胞突变，但临床证据表明大量的HCC中还存在非基因突变引起的Wnt/beta-catenin信号通路的异常活化，对后者的发生机制知之甚少。PROX1是胚胎肝脏发育过程中的关键调控因子。在本项目中，我们对PROX1是否以及如何调控HCC细胞中Wnt/beta-catenin途径的活化进行了深入研究。发现在HCC组织及体外培养的HCC细胞中，PROX1和beta-catenin的表达水平呈正相关。PROX1可以上调beta-catenin的转录，并且还能结合beta-catenin蛋白，通过上述过程，促进beta-catenin蛋白的细胞核转运，导致Wnt/beta-catenin信号通路的活化。上述研究证实PROX1的高表达是使Wnt/beta-catenin信号通路在HCC中异常活化的一个重要因素。以上研究结果发表在肿瘤学的重要刊物Oncogene上。在本项目中，我们还对PROX1在HCC中新生血管形成中的作用进行了研究。发现在临床HCC组织和体外培养HCC细胞中PROX1和NF-kB p65的表达呈正相关，PROX1增强NF-kB p65的表达、蛋白稳定性和入核。PROX1激活NF-kB信号并选择性地激活促血管因子的表达。VEGF、IL-6和IL-8是已知的NF-kB信号通路激活的促进血管生成的细胞因子。但PROX1通过NF-kB信号通路仅激活IL-8基因的表达。我们在细胞水平证实肝细胞分泌的IL-8确实可以促进血管内皮细胞增殖形成新生血管。IL-8的单克隆抗体在HCC荷瘤小鼠可以有效遏止HCC的发展，具有治疗HCC的潜在价值。以上研究结果发表在肝脏病学的顶级学术刊物Hepatology。本项目研究确立了PROX1在HCC增殖和血管新生中的重要作用，并初步发现了可供HCC药物研发的靶点和先导分子。