阻断间充质干细胞构造转移灶肿瘤微环境减少结直肠癌术后肝转移的机制研究

Tumor microenvironment(TME) effect on the biological behavior of tumor. The formation of premetastatic niche for which the primary tumor cells offer assistance was the initial step of TME in tumor metastasis. Inhibition of the premetastatic niche could decrease tumor metastasis. Although circulating tumor cells (CTCs) and the premetastatic niche were removed by resection of primary tumor, liver metastasis of colorectal cancer(CRC) could still be occurred after operation. The residual CTCs with the premetastatic niche which had produced by the primary tumor before operation kept the ability to begin the process of tumor metastasis in liver. Inhibition of the metastatic TME formation could be an important method for the colorectal cancer to decrease the liver metastasis. Some studies found mesenchymal stem cells(MSCs) could be differentiated into Cancer-associated fibroblasts(CAFs) in primary TME of CRC. MSCs and CAFs also proved to be gathered in liver metastasis of CRC. MSCs may be the most important cells in the metastasis TME of CRC. Our study try to discuss the relationship among human CRC cell lines, MSCs and HSCs in vivo and in vitro, the role of MSCs in the metastasis TME of CRC, and the mechanism for CRC liver metastasis suppressed by MSCs.

肿瘤微环境(TME)影响肿瘤多种特性。已发现由原发灶癌细胞协助产生premetastatic niche是转移灶TME构成的开始，抑制niche产生可减少肿瘤转移形成。虽然手术切除原发灶后已无后续循环肿瘤细胞及niche来源，结直肠癌(CRC)术后出现肝转移的原因可能在于残留并已获得niche的循环肿瘤细胞构造TME后形成转移灶所致。因此抑制转移灶TME的形成，可能是减少CRC术后肝转移的重要方法。 新近发现MSCs在CRC原发灶TME构成中可分化为类肿瘤相关成纤维细胞(CAFs)以及MSCs与CAFs聚集于CRC肝转移灶的现象，MSCs可能是CRC术后肝转移灶TME构成的关键。 本课题通过探讨人CRC不同转移特性细胞株与MSCs及HSCs的体内外相互关系，最终证实阻断MSCs构造转移灶TME可减少CRC术后肝转移，并阐明MSCs在CRC术后肝转移灶TME中的作用机制。

肿瘤微环境(TME)与肿瘤发生发展密切相关。TME主要由肿瘤间质细胞、细胞外基质及相关因子构成。肿瘤转移包含原发灶不断释放癌细胞入血、循环肿瘤细胞到达靶器官，以及形成远处转移。循环肿瘤细胞到达靶器官后处于休眠状态，需要TME才能形成转移灶。. 结直肠癌(CRC)在我国高发。约20%患者同期出现肝转移，约20%~30%的患者术后出现肝转移，是术后主要死亡原因。CRC患者手术切除原发灶后，对已存的转移灶或体内残留的循环肿瘤细胞，通过抑制转移灶TME的形成，可能减少肝转移的发生。. 骨髓间充质干细胞(MSCs)参与CRC原发灶TME构成，表达肿瘤相关成纤维细胞(CAFs)的标记物，并促进癌细胞增殖与转移。MSCs是CRC原发灶TME的关键构成之一，但MSCs在转移灶TME中的作用不明。趋化因子CXCL12/ CXCR4生物轴是CRC癌细胞转移至肝脏的重要信号通路，而MSCs亦表达CXCR4，MSCs可能在CRC肝转移灶TME构成中发挥作用。此外肝星状细胞(HSCs)可分化为类似CAFs的肌纤维母细胞(myofibroblasts)，通过高表达CXCL12促进CRC肝转移。. 因此本课题采用人结肠癌高/低转移性的细胞株HCT116与HT-29及小鼠MSCs细胞共培养并建模，观察CRC细胞株对MSCs、HSCs向CAFs的分化差异及三者间相互作用的可能信号途径。. 结果发现MSCs促进CRCs增殖侵袭与转移与SDF-1表达(CXCL-12)。在结直肠癌肝转移中CRCs高表达CAFs与CXCR4的标志物。与此同时CRCs可激活 HSCs 并促使其分泌SDF-1，而且通过CXCL-12/ CXCR4生物轴，CRCs可表达分泌TGFβ1。CRCs也可诱导HSCs分泌CAFs标志物。阻断CXCR4/ TGFβ1通路可以抑制HSCs分泌CAFs标志物。动物模型分析阻断CXCR4/ TGFβ1通路可以减少结直肠癌肝转移，抑制肝内CAFs的产生。高转移特性的CRCs诱导MSCs分泌CAFs标志物。抑制TGFβ1可减少MSCs分泌相关CAFs标志物的产生，也可减弱高转移特性的CRCs的侵袭与转移能力，该抑制作用可能依靠于激活JAK/STAT3信号通路。. MSCs在CRC肝转移灶TME形成中的可能发挥关键作用。