Hedgehog-Gli1信号通路在胃癌干细胞自我更新和克隆形态发生中的作用及其机制

自我更新是肿瘤干细胞最重要的生物学特性之一。胃癌内存在肿瘤干细胞－胃癌干细胞，其自我更新特性及相关调控机制缺乏研究。我们及其他作者证实，肿瘤干细胞体外培养时形成的克隆具有独特的规则致密的形态，该形态的发生有赖于肿瘤干细胞自我更新。前期研究中，我们也发现多个胃癌细胞系存在上述特征性克隆。而文献报道，Hedgehog（HH）信号通路及其下游分子Gli1可促进肿瘤干细胞自我更新，增加规则致密克隆的数量。因此，结合以上研究我们推测：胃癌内的形态规则致密的克隆是胃癌干细胞克隆，HH-Gli1通路能促进胃癌干细胞自我更新，参与此类克隆的形态发生。本研究拟分离上述胃癌细胞克隆，鉴定其是否具备肿瘤干细胞特性，并通过阻断和激活HH-Gli1信号通路检测该通路对胃癌干细胞自我更新的影响，探讨胃癌干细胞形成特征性克隆形态的机制。研究结果可望为靶向胃癌干细胞治疗胃癌以及基于克隆形态分离鉴定肿瘤干细胞提供实验依据。

如何获取胃癌干细胞是该领域研究的一个瓶颈。我们发现，胃癌细胞可形成不同形态的细胞克隆，其中的一类克隆具有特征性，其形态规则而致密，称为holoclone，其具有以下特点：1）分化原始，表达多种干细胞标志物；2）增殖速度较快；3）具有自我更新能力，其次代细胞能形成与亲代holoclone形态一致的克隆；4）具备多向分化能力，可分化出具有胃上皮、肠上皮及神经内分表型的细胞；5）具有很强的体内成瘤能力，并可在裸鼠体内连续传代；6）对化疗药具有较高的耐药性。由此我们证实holoclone富含胃癌干细胞，为获取胃癌干细胞提供了新的途径。我们还发现：Hedgehog（HH）-Gli1信号通路在holoclone内处于活化状态，阻断该通路可使得holoclone细胞的自我更新能力下降，降低次代holoclone的形成率；连续动态观察发现，阻断HH-Gli1通路后holoclone的形态发生受到影响，无法保持规则致密的特征性形态。这说明该通路在胃癌干细胞形态发生过程中具有重要作用。因此我们初步揭示了胃癌干细胞形成规则致密的holoclone的分子机制，为基于克隆形态的胃癌干细胞分选策略提供了实验依据。