BMP-2在肝癌增殖侵袭中的血管生成作用及其相关分子机制研究

The bone morphogenetic protein 2 (BMP-2) plays an important role in the proliferation and invasion of liver cancer. Our previous studies have shown that BMP-2 can promote the proliferation and invasion of liver cancer. The molecular mechanism may be caused by the up-regulated expression of MMP-7, MMP-9 and the down-regulated expression level of E-cadherin through MAPK/ERK signal pathway, and the up-regulated expression of VEGF-C through MAPK/P38 signal pathway is also probably one of the mechanisms. Because MMP, E-cad, VEGF-C are important tumor angiogenesis factors, we presume that BMP-2 promote HCC's proliferation and invasion related angiogenesis. This study intends to use gene overexpression and lentivirus-mediated RNA interference detection of BMP-2 on angiogenesis effects, co-immunoprecipitation to detect BMP-2-angiogenic factor for HCC proliferation and invasion of coexpression and the Laser Scanning Confocal Microscopy observation BMP -2 impact on the ability of HCC angiogenesis to investigate multiple signaling pathways regulating mechanisms of BMP-2 in HCC proliferation and invasion in angiogenesis by in vivo and in vitro experiments. This study further detects the effect of BMP-2 in HCC's invasion and proliferation, from this new viewpoints of angiogenesis, and deep-seated reveals the molecular mechanisms of HCC's invasion and proliferation for the clinical treatment of liver cancer to explore new therapeutic targets.

骨形态发生蛋白2（BMP-2）在肝癌的增殖侵袭中起重要作用。我们前期研究表明BMP-2可促进肝癌的增殖和侵袭，通过MAPK/ERK信号通路上调MMP-2、MMP-9和下调E-cad的表达及通过MAPK/P38信号通路上调VEGF-C是其可能的分子机制。由于MMP、E-cad、VEGF-C均为重要的肿瘤血管生成因子，我们推测BMP-2促进肝癌增殖侵袭可能与血管生成有关。本课题拟采用慢病毒介导的基因超表达和RNA干扰检测BMP-2对血管生成的影响、免疫共沉淀检测BMP-2-血管生成因子共表达对肝癌增殖侵袭的影响、激光共聚焦观察BMP-2对肝癌微血管生成能力的影响等方法，通过体内外实验探讨BMP-2在肝癌增殖侵袭中血管生成的作用及其多信号通路调节机制。本研究从血管生成这个新视点来进一步探讨BMP-2对肝癌增殖侵袭的作用，有望从深层次揭示肝癌增殖侵袭的分子机制，为肝癌临床治疗探寻到新的治疗靶点。

血管生成是肿瘤生长和转移的必备条件和重要特征之一，也在肿瘤增殖、侵袭和转移中发挥重要作用。肝癌细胞释放的促血管生成因子作用于宿主内皮细胞，促进新生血管的形成。骨形态发生蛋白(Bone Morphogenetic Proteins，BMPs)是一组能广泛参与调节多种细胞的增殖、分化和凋亡的生物学过程的功能蛋白，但BMP-2是否直接促进肝癌血管内皮细胞增殖及其机制尚不清楚。因此本课题采用慢病毒介导的基因过表达和RNA干扰技术，通过免疫共沉淀、激光共聚焦等方法，体内外实验探讨BMP-2在肝癌增殖侵袭中血管生成的作用及分子机制。研究结果表明：（1）BMP-2基因沉默后HepG2细胞增殖能力（0.65±0.25）、细胞迁移（23±4.0）及侵袭能力（64±7.0）下降，BMP-2基因过表达后HepG2细胞增殖能力（2.31±0.51）、迁移（125±12.0）及侵袭能力（193±41.0）增强。（2）与对照组相比较，过表达BMP-2慢病毒载体HepG2共培养后，HUVEC内皮细胞的增殖（1.43±0.19）、迁移（74±4）%和血管生成能力（19.37±0.9）增强，与BMP-2沉默的HepG2细胞共培养后，HUVECs内皮细胞的增殖（0.49±0.10）、迁移（11±7）%和血管生成（1.66±1.73）受到明显抑制。（3）体内实验提示下调BMP-2表达的HepG2细胞组小鼠肿瘤组织MVD（15.53±3.82）显著降低，而过表达BMP-2的HepG2组肿瘤组织MVD（57.20±2.01）显著升高。（4）Western blot显示过表达的BMP-2组VEGF（1.38±0.10）、p-P38（1.51±0.15）、p-ERK（1.48±0.21）、p-AKT（1.65±0.22）和p-m-TOR（1.72±0.19）表达明显上调，而BMP-2沉默导致VEGF（0.48±0.07）、p-P38（0.42±0.06）、p-ERK（0.31±0.04）、p-AKT（0.45±0.05）和p-m-TOR（0.37±0.02）表达下调。综上所述BMP-2通过P38、ERK和Akt/m-TOR通路促进肝癌细胞的增殖和迁移，而且诱导肝癌新生血管生成。该研究进一步深化了对BMP-2参与调控肝癌细胞增殖侵袭和血管生成分子机制的认识，并可能从血管生成方向为肝癌侵袭和转移探寻到新的治疗靶点。