钾通道在肝细胞癌发生发展中的作用

Primary hepatocellular carcinoma (HCC) with a very poor prognosis is a common malignant tumor in our country. Membrane ion channels play an essential role in the maintenance of cell function. It has been shown that plasma membrane K+ channels are involved in fundamental cell behavior such as proliferation and apoptosis, indicating that K+ channels have a role in the development of cancer. However, the role of K+ channels in HCC remains unclear. Our preliminary study found the abnormal expressions of K+ channels , Eag1, Kv1.3 and Kca3.1, in HCC， indicating that the K+ channels may be involved in the development and progression of HCC. In the present study, we will further analyze the relationship between the abnormal expressions of K+ channels and clinico-pathological characteristics, recurrence and metastasis of HCC , explore the role of the K+ channels in the development and progression of HCC and reveal the cellular and molecular mechanism underlying. This project will contribute to providing a new target for the treatment of HCC and an important marker for the evaluation of prognosis of HCC.

原发性肝细胞癌是我国常见的恶性肿瘤，预后差。细胞膜的离子通道在细胞功能的调节中起着重要的作用。研究表明钾通道与细胞增殖、凋亡等最基本的细胞生物学行为相关，提示钾通道可能涉及癌细胞的发生，但有关钾通道在肝细胞癌发生、发展中的作用未见研究报道。我们初步的研究发现钾通道Eag1、Kv1.3和Kca3.1在肝细胞癌异常表达,提示这些钾通道可能与肝细胞癌的发生、发展相关。在本项目中，我们将系统分析钾通道的表达与肝细胞癌临床病理特征和肿瘤复发转移的关系，再通过进一步的体内和体外研究阐明钾通道在肝细胞癌发生、发展中的作用及其细胞分子机制，以期为肝细胞癌的治疗提供新的治疗靶点，并为肝细胞癌预后的判断提供有意义的标志物。

我国是原发性肝癌高发国家，且肝癌的发生率在世界范围内呈现增长趋势。随着对肿瘤发生发展的分子机制的深入研究，离子通道与肿瘤的关系逐渐引起人们的关注，而钾离子通道在肝癌发生发展中的作用及其机制鲜有研究。本项目围绕钾离子通道KCa3.1、Eag1在肝癌中的表达、作用及其机制开展研究，获得以下研究结果：（1）收集肝癌临床标本，PCR、Western Blot、免疫组化实验研究KCa3.1、Eag1的表达及定位，并分析其表达与临床病理特征的关系，发现KCa3.1、Eag1在低分化肝癌组织中表达升高；（2）利用慢病毒转染建立稳定高/低表达钾离子通道KCa3.1、Eag1的人肝癌细胞株,发现在人肝癌细胞Huh7、LM3沉默KCa3.1、Eag1之后，细胞的增殖能力减弱，迁移和侵袭能力减弱，凋亡细胞增多，细胞周期阻滞，过表达KCa3.1、Eag1之后，细胞的增殖能力增强，迁移侵袭能力增强，凋亡细胞减少，细胞周期进展；（3）构建人肝癌裸鼠原位移植和皮下移植模型，发现Huh7、LM3细胞沉默KCa3.1、Eag1之后，裸鼠成瘤能力减弱，过表达KCa3.1、Eag1之后，裸鼠成瘤能力增强；（4）基因芯片检测分别沉默KCa3.1、Eag1的Huh7细胞基因表达，并将差异基因进行聚类、通路分析、IPA分析，继而在肝癌稳转细胞系中进行差异表达基因的验证。发现细胞周期相关信号通路的激活受到KCa3.1、Eag1表达情况的影响，此外，KCa3.1沉默或过表达后，SKP2、RELN基因的表达发生相应变化，Eag1沉默或过表达后，SKP2、PHLDA1基因的表达也发生相应变化；（5）Western Blot检测周期相关通路以及EMT相关通路。发现钾离子通道KCa3.1、Eag1可以激活细胞周期相关的通路以及EMT相关通路；（6）SKP2的补救实验证实KCa3.1可以通过SKP2/P21、P27信号通路影响肝癌细胞的周期进展，RELN的补救实验证实KCa3.1可以通过RELN调控肝癌细胞的迁移侵袭。以上研究表明KCa3.1、Eag1在肝细胞肝癌的发生发展中发挥重要作用，是肝癌的潜在治疗靶点，对钾通道相关的基因、信号通路研究可以为肝癌治疗提供更多可供选择的靶点。