微环境间质细胞自噬调控肝癌转移复发的机制研究

Dysregulation of tumor microenvironment and metabolism has been implicated in the carcinogenesis and progression of Hepatocellular carcinoma (HCC), and autopahgy is a key mechanism of cellular metabolism.Stromal-epithelial metabolic coupling in cancer integrates autophagy and metabolism in the tumor microenvironment, however, it is largerly unknown the underlining molecular signalling and the role in HCC progression. We have found autophagy in previous studies is a cellular protective mechanism under microenvironmental stress. However, it's still not clear that the interplay and mechanism on autophagy in the stromal cells, metabolism and HCC progression. This study will focus on effects of autophagy in stromal cells on HCC progression, and the mechanisms, underlying signaling pathways. The potential results could not only establish the relationship among the autophagy, microenvironment and metabolism, but also provide the new strategies and interventional targets for HCC.

肿瘤微环境及肿瘤代谢参与肝癌发生、发展的调控，而自体吞噬与细胞代谢密切相关。"间质-上皮代谢偶联学说"提示微环境间质细胞的自噬可能通过提供代谢中间物，促进肿瘤细胞的增殖及侵袭，但具体机制及与肝癌进展的关系并不明确。课题组已系统研究了肝癌在不同应激反应下自噬的作用及机制，已明确在微环境应激条件下自噬对肝癌细胞本身的的保护作用，但肝癌微环境间质细胞自噬与代谢、肿瘤进展的关系缺乏研究。本项目拟从肝癌微环境间质细胞入手，观察其在氧化应激下的自噬反应，并研究其自噬在代谢角度对肿瘤进展的影响，并探索可能的分子调控通路，为肝癌转移复发机制及分子治疗手段研究及提供新思路及干预靶点。

本课题组前期研究已发现肿瘤微环境及肿瘤代谢参与肝癌发生、发展的调控，而自噬与细胞代谢密切相关，但间质细胞自噬和代谢如何调控肝癌发生发展、侵袭转移并不明确。本课题组围绕这一科学问题，从肝癌相关成纤维细胞（Cancer-associated Fibroblasts，CAF）信号通路异常激活、CAF脂肪酸代谢重塑、自噬代谢异常、肝癌代谢酶功能异常四个角度，深入阐述其调控肝癌侵袭转移的机制，得出了以下发现点：.1）癌相关成纤维细胞诱导免疫逃逸的机制：发现肝癌间质中存在FAP+ CAF亚群，该亚群细胞呈STAT3-CCL2通路激活状态。正常的成纤维细胞过表达FAP后可通过uPAR介导的FAK-Src-JAK2信号通路激活来转化为CAF。肝癌FAP+CAF通过STAT3-CCL2募集MDSCs促进免疫逃逸。研究揭示了CAF中FAP- STAT3-CCL2的异常激活是肝癌免疫逃逸的重要机制（Cancer Res. 2016）。.2）癌相关成纤维细胞自噬增强促进肝癌侵袭转移的机制：发现CAF、PTF内脂滴自噬小体存在差异，CAF相比于PTF呈现脂肪代谢活跃，脂肪含量增加，脂质代谢的关键环节-脂噬活性增加。通过RNA-seq芯片筛选出参与CAF脂质代谢的差异关键基因CIDEA、CD36。脂代谢抑制剂Etomoxir逆转CAF代谢表型及增殖能力。.3）关键代谢酶修饰在肝癌复发转移中的机理：发现糖原异生通路限速酶PCK通过其催化活性遏制三羧酸循环代谢，诱导肝癌细胞凋亡从而抑制肝癌的成瘤能力。外源性补充三羧酸循环中间代谢物α-KG或者抑制ROS产物可阻断PCK的作用，研究揭示了靶向PCK的潜在应用价值（Oncogene. 2018）。揭示了糖酵解限速酶M2型丙酮酸激酶（Pyruvate kinase M2，PKM2）在体外、体内促进肝癌的恶性表型，其对肝癌细胞本身的作用是通过促进PI3K-AKt及JNK信号通路；同时PKM2可通过促进趋化因子CCL2、CXCL1等招募MDSC、巨噬细胞瘤内浸润（Oncotarget. 2015）。.本研究揭示了肝癌间质细胞自噬和代谢调控肝癌发生发展、侵袭转移的分子机制，为针对CAF中FAP抗体、代谢分子的靶向干预、自噬的调控等奠定了理论基础，为肝癌综合治疗提供了新的思路，也为后续的临床转化工作指明了方向。