CD147和Annexin II调控肝癌细胞运动形式转换促进肝癌转移的机制研究

Individual tumor cells exhibit two different modes of cell movement: mesenchymal mode and amoeboid mode. The two movement modes interconvert to promote tumor metastasis.Inhibiting interconversion of the two movement modes can be an effective way of inhibiting tumor metastasis. However, the regulation of their transition is unclear.Our previous study showed that CD147 promotes mesenchymal movement of hepatocellular carcinoma cells(HCC); AnnexinII promotes amoeboid movement of HCC.But it has been not reported whether CD147 and AnnexinII may regulate the transition of mesenchymal mode and amoeboid mode.In this study,we use gene knockout mice、gene knockout cell lines、live cell workstation、small animal imaging、the 3D cell culture system to explore the role of CD147 and AnnexinII in the regulation of cell movement modes transition and clarify the mechanism of HCC metastasis.Thus giving rise to the promise of new clue to inhibit metastasis in HCC treatments.

间充质样运动和阿米巴样运动是细胞运动的两种基本形式。在肿瘤转移过程中，这两种运动形式相互转换促进了肿瘤转移。抑制肿瘤细胞运动形式的转换是抑制肿瘤转移的有效手段。然而，肿瘤细胞运动形式转换的调控机制仍不清楚。申请者前期的研究证实CD147可促进肝癌细胞的间充质样运动；AnnexinII可促肝癌细胞阿米巴样运动，那么CD147和AnnexinII能否调控肝癌细胞运动形式的转换从而促进肝癌转移，未见报道。本项目拟从CD147和AnnexinII对肝癌细胞运动形式的调控入手，应用CD147与AnnexinII基因敲除小鼠和基因敲除细胞等体内外模型，采用活细胞工作站、小动物活体成像、细胞3D培养等手段，原位、实时、动态监测肝癌转移过程中细胞运动形式的转换，研究CD147和AnnexinII调控肝癌细胞运动形式转换促进肝癌转移的的分子机制，全面认识肝癌转移过程，为肝癌的临床诊治提供新的线索和靶点。

在肿瘤转移过程中, 细胞间充质样运动与阿米巴样运动的相互转换极大的促进了肿瘤转移。然而细胞运动相互转换的调控机制并不清楚。在本研究中，我们采用HE染色评估了人肝癌组织标本肿瘤边缘部位和中心部位的细胞运动形态，发现肿瘤边缘部位间充质样细胞运动形态显著多于肿瘤中心部位，而阿米巴样运动形态反之。免疫组化分析证实细胞运动相关分子CD147和Rac1在肝癌组织表达水平显著高于癌旁组织，而Annexin II和RhoA在肝癌组织和癌旁组织表达水平无显著差异。进一步通过查询病历资料和随访资料表明，肝癌组织CD147 和Rac1分子表达水平与患者预后呈显著负相关。小鼠肝癌皮下成瘤和原位成瘤组织中肿瘤细胞的运动形式同样存在着差异性，肿瘤边缘部位间充质样细胞运动形态显著多于肿瘤中心部位，而阿米巴样运动形态反之。边缘部位肿瘤细胞的间充质样运动相关分子Rac1表达量高于中心部位，而中心部位阿米巴样运动相关分子RhoA的表达量高于边缘部位。细胞功能实验证实，在干涉CD147分子和Annexin II分子后，肝癌细胞的迁移能力和侵袭能力显著下降。分子生物学实验表明干涉CD147分子后，间充质样运动相关信号分子Rac-1和 Wave II表达水平显著降低，而阿米巴运动相关信号分子RhoA无显著变化。而干涉Annexin II分子后，间充质样运动相关信号分子Rac-1和Wave II表达水平无显著差异，而阿米巴运动相关信号分子RhoA显著降低。根据运动关键信号分子siRNA干涉及细胞功能实验，我们明确了CD147信号通路与Annexin II信号通路交互作用调控肝癌细胞间充质样运动与阿米巴样运动转换的分子机制。我们构建了CD147分子敲除小鼠和Annexin II分子敲除小鼠，并分别建立了DEN化学试剂诱发小鼠肝癌模型。与野生小鼠相比，两种基因敲除小鼠肿瘤体积均明显缩小，瘤灶数目也明显减少，进一步证实CD147和Annexin II交互作用调控肝癌细胞间充质样运动与阿米巴样运动转换在肝癌转移中发挥重要作用，此研究为肝癌转移的临床诊治提供了新的线索和靶点。