骨髓源性细胞在肝癌进展中的作用及相关机制研究

The role of bone marrow-derived stem cells in tumor formation, invasion, metastasis and targeted therapy is of very important issue of concern in recent years. But the study of biology effect of bone marrow-derived cells on hepatocellular carcinoma was few, and mostly confined to bone marrow mesenchymal stem cells, and their results more controversial. Recently, our study group achieved initial results in the research on the role of bone marrow-derived stem cells in HCC formation. Our results suggest that bone marrow-derived stem cells are not the cellular origin of HCC, but involved in the development of HCC by inflammatory infiltration and differentiation into stromal cells. Basing on the above findings, this project is first systematically planned to study the biology role of bone marrow mesenchymal stem cells and hematopoietic stem cells in HCC growth, invasion and metastasis by three distinct tumorigenic, invasive, metastatic human HCC cell lines(HepG2, SMMC-772, and MHCC97). Meanwhile, we will try to elucidate the molecular mechanism and filter out the 1-2 key role factor by molecular biology experimental techniques such as genome-wide cDNA microarray analysis, the Luminex liquid chip technology, sh-RNA gene silencing techniques. Our aim is to further reveal HCC pathogenesis, and provide new ideas for exploring new methods to improve HCC prognosis.

研究骨髓源性细胞在肿瘤形成、侵袭、转移及靶向治疗中的作用是近年来备受关注的重要课题。有关骨髓源性细胞对肝癌生物作用的研究目前报道尚少，且多局限于骨髓间充质干细胞，其研究结果争议较大。最近，课题组在骨髓源性细胞与肝癌细胞起源的研究中取得了阶段性成果，我们的研究结果表明：肝癌并非起源于骨髓源性细胞，但骨髓源性细胞通过炎症浸润和分化为肿瘤间质细胞参与肝癌的形成。本项目在现有研究工作基础上，以"HepG2、SMMC-772、MHCC97"三株在致瘤性、侵袭性、转移性方面互不相同的人肝癌细胞株为研究对象，首次系统研究骨髓间充质干细胞和造血干细胞在肝癌生长、侵袭及转移中的生物作用；并利用全基因组表达谱芯片技术、Luminex液相芯片技术、sh-RNA基因沉默技术等分子生物学实验技术，筛选、鉴定相关作用因子，探索相关作用机制，进一步揭示肝癌致病机制，为探索肝癌诊疗新方法、提高肝癌诊治水平提供新思路。

研究骨髓源性细胞在肿瘤形成、侵袭、转移及靶向治疗中的作用是近年来备受关注的重要课题。有关骨髓源性细胞对肝癌生物作用的研究目前报道尚少，且其研究结果争议较大。最近，课题组在骨髓源性细胞与肝癌细胞起源的研究中取得了阶段性成果，我们的研究结果表明：肝癌并非起源于骨髓源性细胞，但骨髓源性细胞通过炎症浸润和分化为肿瘤间质细胞参与肝癌的形成。本项目在现有研究工作基础上，以“Bel7404、LM3、Huh7和Hep3B”四株在致瘤性、侵袭性、转移性方面互不相同的人肝癌细胞株为研究对象，首先通过裸鼠移植瘤模型研究hMSC对不同肝癌细胞系相关生物学行为的影响。将人肝癌细胞系与hMSC相互作用后移植于裸鼠皮下，观察hMSC对肝癌细胞系成瘤能力的影响，并使用免疫组化技术检测人肝癌细胞在体内的增殖性、侵袭性及转移性等生物学行为的改变情况，我们发现hMSC对不同肝癌细胞系的作用差异较大，其能够明显增强Bel7404和LM3细胞系在裸鼠皮下的成瘤能力，但对Huh7和Hep3B细胞系影响较小，进一步的免疫组织化学染色发现hMSC促进肿瘤细胞的增殖，并减少肿瘤组织中免疫细胞的招募(通过免疫细胞标记分子CD45和F4/80的染色证明)从而使肿瘤细胞产生免疫逃逸。为了进一步在体外试验中证明这种作用，课题组将hMSC细胞分别与Bel7404、LM3细胞系共培养，通过直视下的细胞计数和CCK8实验发现，在体外，hMSC细胞并不能增强Bel7404和LM3细胞的增殖能力，我们推测在hMSC细胞在裸鼠皮下对Bel7404、LM3细胞系的作用可能与动物体内的肿瘤微环境相关。通过Migration实验、划痕实验和Invasion实验我们发现，在体外，hMSC细胞能够增强Bel7404和LM3细胞的迁移和侵袭能力。为了进一步研究产生这种作用的机制，我们对hMSC细胞+Bel7404混合成瘤的移植瘤与单独Bel7404成瘤的移植瘤分别行了全基因组表达谱芯片技术，并从中筛选了部分表达改变明显的基因。为了确保该转录组测序的可靠性，相关基因表达的改变在移植瘤和细胞系中做了进一步验证。课题组对筛选得到的基因进行干扰后发现，hMSC细胞可能通过上调Bel7404、LM3细胞系中ITGA5水平发挥增强后者转移和侵袭作用。该研究能够为骨髓源性细胞对肝癌生物作用的研究提供较为有意义的借鉴。