HUMSC介导的AFP特异启动子与microRNA122“多靶向”调控肝癌腺病毒治疗研究

Hepatoma is one of the most common solid tumor with high mortality, detection and elimination of tumor micrometastasis is a worldwide difficult problem. Adenovirus carrying suicide gene (CD) is an effective biological therapy in liver cancer treatment, but lack of targeted. Our previous study found that human umbilical cord mesenchymal stem cells (HUMSC) with important characteristics of HCC homing and hepatic cell differentiation。We first integrated E1A gene controlled by hepatoma specific AFP promoter into HUMSC which convert HUMSCs to be adenovirus packaging cells only in the differentiated cells in hepatocellular carcinoma microenvironment. We further added the tumor specific AFP promoter in the CD gene upstream and normal liver cell specific microRNA122 target sequences in its downstream in order to ensure that CD gene only expressed in hepatocellular carcinoma cells. This paper first implemented the "multi-step targeting" goal with utilizing HUMSC as adenovirus packaging, release cells in hepatocellular carcinoma microenvironment and CD gene expression only in in cancer cell. This is a new biological tumor metastasis treatment strategy with good research and application prospects.

肝癌是常见的高死亡率实体肿瘤之一，发现和清除全身肿瘤微小转移灶是治疗面临的世界性难题。腺病毒携带CD自杀基因是治疗肝癌的有效生物疗法，但缺乏靶向性。前期研究我们发现，脐带间充质干细胞（HUMSC）具有向肝癌归巢，继而被诱导向肝细胞分化的重要特性，因此我们首次整合肝癌特异性AFP启动子操控的E1A基因至HUMSC，将其改造为一种仅在肝癌微环境向肝细胞分化过程中具有腺病毒包装能力的细胞，成功运载携带CD基因的腺病毒感染肿瘤部位的细胞。随后本研究利用肝癌特异的AFP启动子和正常肝细胞特异的microRNA122靶序列，进一步确保CD基因仅在病毒感染的肝癌细胞中表达，而在正常细胞中被沉默。本课题首次实现了体内肝癌微环境中HUMSC包装、释放腺病毒并仅在病毒感染的癌细胞中表达CD基因的“多步骤靶向”目标，是针对肿瘤转移灶的全新生物治疗策略，具有很好的研究和应用前景。

肝癌是常见的高死亡率实体肿瘤之一，发现和清除全身肿瘤微小转移灶是治疗面临的世界 性难题。腺病毒携带CD自杀基因是治疗肝癌的有效生物疗法，但缺乏靶向性。本研究利用HUMSC能够向肿瘤组织局部归巢和向肝细胞样细胞分化的特点，设计了一种能够特异地清除肝癌细胞的全身给药的靶向治疗策略。该策略将HUMSC作为体内运输载体，在被装载了条件复制型腺病毒之后，归巢到达肝癌肿瘤局部，然后随着向肝细胞样细胞分化的过程，发展变化成为腺病毒的包装细胞，最后将条件复制型腺病毒释放出来。本研究中所使用的腺病毒依靠AFP启动子和miR-122结合序列来实现对E1A基因表达的双重调控。本研究在肝癌细胞原位和皮下移植瘤小鼠模型中都证明了该治疗策略的有效性和较少的毒副作用，预示着该治疗方案在清除肝癌的术后残留和转移病灶中将有很大的应用前景。此外本研究还建立了一种由MSC.LentiR.E1A运载携带肿瘤治疗基因的复制缺陷型腺病毒Ad-hTERTp-IL24的双重靶向治疗系统，能够有效抑制HepG2移植瘤的生长, 与5-FU联用可以增强其抗肿瘤作用。基于MSC.LentiR.E1A运载系统和AFP启动子特异性，本研究还构建了MSC.E1A.AdCD3scfv治疗系统，实现antiCD3scfv分子对肿瘤细胞的表面修饰，该系统具有HUMSC归巢、AFP启动子特异性调控、肿瘤细胞膜表面antiCD3scfv分子特异性激活瘤内淋巴细胞这三重靶向性，与5-FU联用取得显著抑瘤作用的同时，能够有效降低治疗的潜在全身毒性。本研究为腺病毒载体提供新的给药途径，解决了腺病毒载体缺乏靶向性的问题，并且为肿瘤的微小复发及转移灶的临床治疗提供新的思路。