甲胎蛋白对肝癌干细胞生成影响及其调控癌细胞恶性行为的作用机制

Expression of alpha fetoprotein(AFP) was stimulated in early-stage of malignant transformation of liver cells. Although evidences indicated that high expression of AFP closely associated with development of hepatocellular carcinoma(HCC), and chemoresistance and metastasis of HCC cells, the role of AFP in regulating the malignant behaviors is still unclear. Previously, we had found that AFP been able to activate transduction of PI3K/mTOR signal pathway, and PI3K/mTOR signal play a critical role in promoting generation of cancer stem cells(CSCs). Existence of CSCs is important factor for the malignant behaviors of cancer cells, So, we speculate a viewpoint“AFP promotes malignant behaviors of HCC cells through activating PI3K/mTOR signal to generate cancer stem cells”. In this project, we apply CRISPR/Cas9, RNA interference, Chromatin Immunoprecipitation and live-imaging technologies to explore the effects of AFP on regulating transduction of PI3K/mTOR signal pathway and originating of HCC CSCs, and observe the role of AFP in the proliferation, drug-resistance, and metastasis of HCC cells in vitro. We also investigate the role of AFP in regulating the malignant behaviors of HCC in vivo. The study of this project maybe discover AFP is a pivotal steer molecule that drives malignant behaviors of HCC cells, AFP is applied for therapeutic target of HCC patients.

甲胎蛋白（alpha fetoprotein, AFP）是肝细胞恶性转化过程中早期表达的高特异性蛋白质。尽管研究发现，AFP的高表达与肝癌发生、耐药和转移密切相关，但是AFP发挥的作用并不清楚。我们前期研究已经发现AFP能激活PI3K/mTOR信号，而PI3K/mTOR信号被激活后可诱导癌干细胞的生成，癌干细胞的产生是导致癌细胞恶性行为的重要根源。所以我们提出“AFP激活PI3K/mTOR信号诱导肝癌干细胞生成，促进肝癌细胞的恶性行为”的学术假说。本项目采用CRISPR/Cas9、RNA干扰、染色体免疫共沉淀、活体示踪等技术，在体外研究AFP调控肝癌细胞内PI3K/mTOR信号传递以及对肝癌干细胞生成的影响，观察AFP在肝癌细胞增殖、耐药和转移的作用及其机制; 在体内观察AFP对肝癌细胞恶性行为的调节作用。本项目的研究可发现AFP是驱动肝癌细胞恶性行为的关键分子引擎，对利用AFP作为新的靶

甲胎蛋白（alpha fetoprotein, AFP）是肝细胞恶性转化过程中早期表达的高特异性蛋白质。尽管研究发现，AFP的高表达与肝癌发生、耐药和转移密切相关，但是AFP发挥的作用并不清楚。我们前期研究已经发现AFP能激活PI3K/mTOR信号，而PI3K/mTOR信号被激活后可诱导癌干细胞的生成，癌干细胞的产生是导致癌细胞恶性行为的重要根源。所以我们推测AFP激活PI3K/mTOR信号诱导肝癌干细胞生成，促进肝癌细胞的恶性行为。本项目采用RNA干扰、染色体免疫共沉淀、活体示踪等技术，在体外研究AFP调控肝癌细胞内PI3K/mTOR信号传递以及对肝癌干细胞生成的影响，观察AFP在肝癌细胞增殖、耐药和转移的作用及其机制; 在体内观察AFP对肝癌细胞恶性行为的调节作用。研究结果显示，乙型肝炎病毒-X蛋白（HBx）能优先诱导人正常肝细胞L-02和CHL的AFP和AFPR表达。AFP和AFPR的表达早于其它癌基因和转移相关基因的表达，证明AFP在诱导肝细胞恶性转化过程中起“先锋因子”的作用；发现AFP具有诱导肝细胞重编程因子Oct4、Klf4、Sox2和c-myc等表达的作用。AFP通过激活PI3K/mTOR信号，促进干性相关基因EpCAM、CD133、CD44、KLF4、SOX2、c-Myc表达，诱导肝癌干细胞的生成；调控上皮间质转化（EMT）相关蛋白表达，促进EMT发生。研究结果还显示，AFP能够抑制肝癌细胞对多种药物的敏感性，其机制可能通过PI3K/AKT/NF-κB通路调控凋亡、增殖、生长等相关蛋白表达。分子模拟结果暗示AFP通过环-4 Glu-248，Asp-253和His-257残基与caspase-3结合。该结果与Co-IP、激光共聚焦和点突变功能性实验结果一致。这些结果证明AFP在抑制由caspase-3介导的凋亡信号转导中发挥了重要的作用。本项目研究结果对认识AFP在肝癌发生发展中的先锋因子作用及其促进肝癌细胞恶行行为的机制方面有重要的科学意义。