天然生物碱ISO-X/ICD选择性杀伤肝癌干细胞作用及机制研究

Hepatocellular carcinoma (HCC) is a malignant cancer with very high morbidity and mortality in China. Because early diagnosis of liver cancer is still difficult, only 8% HCC patients can reciev surgical treatment, in which 5-year survival rate is less than 20%. HCC is highly resistant to routine chemotherapy, so the efficacy is not ideal. Therefore, to explore the molecular mechanisms of development of HCC, it is very important and necessary to find effective treatment strategies..Cancer stem cells (CSCs) is closely related to cancer recurrence, metastasis and poor prognosis, which is also one of the main reasons to lead to failure of radiotherapy and chemotherapy for HCC patients. Therefore, to explore the molecular mechanism of multidrug resistance and to find an effective chemotherapy regimen for overcoming tumor resistance have an important significance..The project is intended to be the basis of our preliminary studies, to explore the molecular mechanisms of multidrug resistance of HCC CSCs. We attempt to verify the selective killing effect of a natural alkaloid monomer, ISO-X/ICD on HCC CSCs in vitro and in vivo, and its synergies and mechanisms with other commonly used chemotherapy drugs. Further, we want to explore the induction of differentiation, ISO-X/ICD treatment as well as changes of marker protein modification (deglycosylation) of HCC CSCs on their growth behavior in vitro and in vivo. It will be provide an important experimental basis and the necessary theoretical guidance to HCC clinic for targeting HCC CSCs.

肝癌是我国发病率和死亡率均很高的一种恶性肿瘤。由于肝癌的早期诊断依然困难、能够手术治疗的肝癌仅占8%左右，术后5年生存率不足20%；化疗效果由于肝癌的高度耐药，疗效很不理想。因此探索肝癌发生发展的分子机制，寻找有效治疗肝癌的策略是一项重要的课题。 . 癌干细胞与恶性肿瘤的复发、转移与不良预后密切相关，也是导致恶性肿瘤抗放化疗的主要原因，明确肝癌干细胞的多药耐药分子机制对于克服肿瘤的抗药性，获得有效化疗方案具有重要意义。 .本项目拟以我们前期研究为基础，探索肝癌干细胞的多药耐药分子机制，验证天然生物碱单体ISO-X/ICD对肝癌干细胞的体外、体内选择性杀伤作用以及与其他常用化疗药物的协同作用及机制。进一步探讨分化诱导、ISO-X/ICD处理以及改变癌干细胞标志物蛋白修饰（去糖基化）对肝癌干细胞体外、体内生长行为的影响，为肝癌干细胞靶向治疗方案提供重要的实验依据和必要的理论指导。

【研究背景】肝癌是我国发病率和死亡率均很高的一种恶性肿瘤。由于肝癌的早期诊断依然困难、能够手术治疗的肝癌仅占 8%左右，术后 5 年生存率不足 20%；化疗效果由于肝癌的高度耐药，疗效很不理想。因此探索肝癌发生发展的分子机制，寻找有效治疗肝癌的策略势在必行。癌干细胞与恶性肿瘤的复发、转移与不良预后密切相关，也是导致恶性肿瘤抗放化疗的主要原因，明确肝癌干细胞的多药耐药分子机制对于克服肿瘤的抗药性，获得有效化疗方案具有重要意义。.【研究内容】（1）进行肝癌干细胞的多药耐药特性及耐药机制研究，首先 用常用化疗药物处理肝癌干细胞和非癌干细胞，对比观察其对肝癌干细胞功能（细胞增殖、体外迁移、侵袭能力，体内转移能力）的影响；其次用流式细胞术分析药物处理肝癌干细胞的细胞周期、凋亡状况改变；然后从天然生物碱单体库中筛选新的肝癌干细胞敏感性药物，并进行体内外验证；（2）进行肝癌干细胞靶向药物 ISO-X/ICD 的实验性治疗研究，具体来说，首先进行以诱导肝癌干细胞分化为基础的肝癌治疗研究；其次观察改变肝癌标志物蛋白修饰对肝癌实验性治疗效果如何；再次以ISO-X/ICD 增敏常规化疗药物为基础的肝癌治疗实验性研究。.【重要结果】天然生物碱ICD及其衍生物d-ICD不仅可以通过诱导肝细胞癌干细胞的细胞凋亡、细胞周期阻滞于G2/M抑制肝细胞癌体内外增殖，而且可以通过下调肝细胞癌干细胞标志物CD133、多药耐药蛋白ABCG2、ABCB1等以及癌基因IGF2BP3的表达增加肝癌化疗药物索拉菲尼的治疗效果，同时对阿霉素、顺铂等具有协同增效作用。转录因子Ikaros可以抑制肝细胞癌干细胞标志物CD133的表达，而糖基化抑制剂Tunicamycin不仅可以通过使CD133、EpCAM2、CD44、ABCG2等癌干细胞标志物蛋白或多药耐药蛋白去糖基化单独抑制肝癌的发生发展，还对5-Fu、顺铂等一线抗癌药物具有协同增效作用。.【科学意义】 该项目研究成果，不仅初步阐明了肝细胞癌干细胞标志物CD133表达调控的机制、ICD及d-ICD选择性杀伤肝癌干细胞以及与一线化疗药物协同杀伤肝癌细胞、抑制其发生发展的分子机制，同时也为肝癌干细胞靶向治疗方案的研发提供了重要的实验依据和必要的理论指导。