乙酰肝素酶和半乳糖凝集素3在肝内胆管癌转移中的作用及机制研究

Intrahepatic cholangiocarcinoma (ICC) is one of the most common malignancies, which is aggressive easily with higher incidence in Asian countries, particularly in China. However, molecular mechanisms underlying the metastasis of ICC remain largely unknown. Heparanse (HPA1) and matrix metalloproteinases (MMPs) are two key enzymes of degrading extracellular matrix (ECM) to facilitate metastasis. In our preliminary study, we have revealed the high levels of hap1 and galectin -3 (gal-3) in ICC, and we have uncovered a close correlation with ICC’s extensive lymph node metastasis. Thus, we made the following hypothesis: HPA1 and galectin-3 mediate ICC’s metastasis via activation of oncogenic KRAS, which further stimulates the downstream β-catenin pathway. We will conduct the following three Aims: 1) to explore the mechanism by which HAP1 and Gla-3 regulate the upstream RAS and the downstream beta-catenin pathway in ICC; 2) to probe whether Gal-3 is the upstream regulator of MMPs and if the inhibition of HPA1 can be compensated by up-regulation of MMPs via the Gal-3-mediated beta-catenin pathway in ICC; 3) to determine whether the combination of the inhibitors of HPA1 and Gal-3 can effectively suppress HPA1 and MMP as well as the impact of this combination upon the metastasis of ICC in vivo. This study would provide novel molecular mechanisms underlying the metastasis of ICC, and it could offer new targets for developing therapeutic candidates of ICC.

肝内胆管癌（ICC）是胆道系统最常见恶性肿瘤之一，易转移。目前ICC转移的分子机制尚不明确。乙酰肝素酶（HPA1）和基质金属蛋白酶（MMPs）协同破坏细胞外基质，是肿瘤转移的关键酶。我们前期研究发现：1）HPA1和半乳糖凝集素3（Gal-3）在ICC中高表达，可能通过调控KRAS通路与ICC转移相关；2）Gal-3可通过beta-catenin调控MMPs表达。基于此我们认为HPA1和Gal-3为调控ICC转移的关键因子。我们将对如下科学问题进行研究：1）揭示在ICC中HPA1和Gal-3在KRas/beta-catenin 等相关信号通路中的作用机制; 2) 探讨Gal-3在HPA1被抑制后是否可通过beta-catenin代偿性上调MMPs表达；3）阐明联合使用HPA1和Gal-3抑制剂对ICC转移的影响。本项目将为阐明ICC转移机制提供新思路，有望为ICC新型靶向药的研制提供新靶点。

肝内胆管癌 (Intrahepatic cholangiocarcinoma，ICC) 是发生于胆管二级以下分支的腺癌，在肝内原发性恶性肿瘤发病率上仅次于肝细胞癌。手术切除是ICC 目前最主要治疗手段，但大多数患者在就诊时已无手术时机。同时由于ICC 具有高度恶性生物学行为，5年生存率仅为25%~35%。近年来ICC 发病率在绝大多数国家呈显著上升趋势，并表现出明显的地区和人种差异，我国ICC 发病率占到了全球统计数据的55%。我们证实了1）肝内胆管癌组织中半乳糖凝集素3表达水平显著高于癌旁组织，其表达水平与肿瘤侵袭转移能力呈正相关且半乳糖凝集素3的低表达可抑制肿瘤细胞的增殖及侵袭迁移能力，并抑制MMP家族蛋白的表达。我们因此得出结论，半乳糖凝集素3在肝内胆管癌组织中表达显著上调，其低表达可抑制肝内胆管癌细胞的增殖及侵袭转移能力，半乳糖凝集素3有望作为潜在的肝内胆管癌分子诊断标志物和治疗靶点；2）诱导型一氧化氮合成酶的高表达具有促进血管化、支持生长和转移、抑制细胞凋亡等多种促肿瘤作用，我们采用实时荧光定量PCR检测肝内胆管癌细胞中Wip1、MMP-2、MMP-9、STAT-3、VEGF-C、Bcl-2、Caspase-3、JNK的表达水平。诱导型一氧化氮合成酶低表达时，Wip1、MMP-2和MMP-9均降低; Caspase 3、STAT-3、VEGF-C、Bcl-2、Caspase-3和JNK的表达无明显差异。由此提示诱导型一氧化氮合成酶可能是肝内胆管癌不良预后的潜在生物标志物；3）肝内胆管癌小鼠模型的构建利用Lenti-CRISPR-V2质粒为载体，构建sgPTEN敲除质粒。选取4-6周大小的小鼠，通过尾静脉注射的方式注射病毒，分别在注射后1、2、3月后取小鼠肝脏组织，采用免疫组化检测肿瘤形成情况。在不同时期，小鼠肿瘤逐渐形成，证明肝内胆管癌小鼠模型构建成功。基于以上临床样本、细胞水平与动物水平研究结果，我们发现相关关键调控因子在肝内胆管癌高表达促进肝内胆管癌增殖、转移与侵袭，敲低后可抑制肝内胆管癌细胞的增殖及侵袭转移能力。本研究成果具有一定转化医学的意义，有望为发现潜在的肝内胆管癌分子诊断标志物和治疗靶点提供理论依据，对于我国肝内胆管癌患者的治疗有重要的意义和价值。