Msi1促进肝细胞癌侵袭、转移的机制研究

Msi1 is an RNA-binding protein that regulates the processes of embryonic development and cell differentiation, maintains the malignant phenotype and promotes the tumor formation and metastasis by inhibiting the target mRNA post-transcriptional translation. However, in hepatocellular carcinoma, its function remains unknown. Our study showed that Msi1 was highly expressed in hepatocellular carcinoma and correlated with malignancy positively, especially related to vascular invasion and lymph node metastasis. In hepatocellular carcinoma cell lines, Msi1 promoted the cell abilities of proliferation, colony formation, tumorigenesis, migration and invasion. These results suggested that Msi1 played important roles in metastasis in hepatocellular carcinoma. In this program, we will further explore the distinctions of Msi1 between hepatocellular carcinoma stem and differentiated cells, and the biological effects (including EMT and stemness effects) of Msi1 by establishing the overexpression/interference system in hepatocellular carcinoma cell lines. Otherwise, we will screen the EMT and metastasis related genes and signaling pathways down-streaming to Msi1 by RIP-seq, microarray and IPA analysis for further molecular mechanism studies. In general, the achievement of this program is to establish the theory basis for clinical diagnosis, prognosis and therapy of hepatocellular carcinoma.

Msi1是一个RNA结合蛋白，通过抑制靶基因转录后翻译，调节胚胎发育、细胞分化等功能，在维持细胞恶性表型、促进肿瘤形成、转移等过程中发挥着重要作用。然而在肝细胞癌中，其功能尚未见报道。我们的研究发现，Msi1在肝细胞癌中高表达，且与静脉浸润、淋巴结转移等密切相关。在肝癌细胞系中， Msi1可促进增殖、克隆形成、成瘤等干细胞相关功能以及迁移、侵袭能力。这些结果提示Msi1在肝细胞癌转移过程中发挥着重要作用。本课题旨在通过对Msi1在肝细胞癌干细胞和分化细胞中表达差异的研究，在肝癌细胞系中建立Msi1过表达/干扰系统，研究其生物学效应（包括EMT、干细胞效应）。此外，我们还通过RIP-seq、基因芯片、IPA分析等技术，筛选Msi1下游EMT、转移相关靶基因和信号通路，探索Msi1在肝细胞癌中上、下游相关信号调控的分子机制，为临床诊断、预后评估及治疗提供科学依据。

Msi1是RNA 结合蛋白（RPB）家族的一员，参与胚胎发育、细胞分化等功能，Msi1在多种恶性肿瘤中高表达并已被证明与肿瘤的不良预后相关。肝癌转移是多因素参与、多步骤完成的复杂动态的生物学过程，与肿瘤细胞的运动、增殖、粘附、基质蛋白水解等因素有关。Msi1在多种肿瘤的发生、发展中具有重要作用，然而在肝细胞癌中，Msi1的作用机制鲜有报道。本课题首先收集临床患者资料，通过Real-time PCR、Western blot及免疫组化等方法明确Msi1表达水平与肿瘤分期及预后的关系；随后，我们筛选有效的慢病毒表达载体对Msi1基因进行干扰/过表达，利用TOP/FOP-flash双萤光素酶活性检测Wnt信号通路活性；为了进一步研究Msi1可能的上游调控机制，我们对HuR基因表达量和Msi1表达量进行了相关性分析；最后，为明确Msi1对肝癌细胞裸鼠体内侵袭转移的作用，利用尾静脉注射肝癌细胞的方法，对比不同Msi1表达水平组发生肺转移或肝转移的数目及大小。实验结果表明，肿瘤组织中的Msi1显著高于癌旁组织，高表达的Msi1与肝癌晚期、血管侵犯、淋巴结转移及较短的中位生存期相关。Msi1的过表达后，肝癌细胞的侵袭转移能力显著提升，上皮-间质转化的分子标志N-cadherin、Snail、Vimentin等表达上升，TOP/FOP-flash双萤光素酶活性检测提示Wnt/β-catenin通路激活，而Msi1干扰组则相反。体内动物实验同样证明了Msi1促进裸鼠肝转移及肺转移。综上所述，本研究初步揭示了HuR/Msi1/Wnt轴促进肝细胞癌侵袭、转移的机制，为临床防治肝癌提供了新靶点和新思路。