H2S/CSE信号通路对照射后残余肝癌细胞侵袭转移潜能的影响

Hepatocellular carcinoma (HCC) is one of the most common and leading causes of tumor-related death in China. Its recurrence/ metastasis after radiotherapy has emerged as the greatest barriers to cancer cure. Our resent study showed that the expression of H2S/CSE pathway exhibited great differences in between HCC cell lines and normal hepatocyte,which might correlate with the malignant behaviors of HCC cells. Therefore, in this study, using HCC cell lines varying in p53 gene expression and human vascular endothelial cells(HUVECs), we will establish cell lines stably or temporarily low expressing the H2S/CSE pathway to investigate the role of H2S/CSE pathway in the bio-behavior of HCC cell lines after radiation and the underlying molecular mechanisms. We will focus on the study of the influence of H2S/CSE pathway on the metastasis and regrowth potential of HCC cell lines after radiation, the effect of residual cancer cells on the enviromental agiogenesis and the role of H2S/CSE pathway involved. We will also investgate the interaction network of the H2S/CSE pathway and the other signalling pathways including P53, VEGF/VEGFR,EGF/EGFR, MAPK etc. Our study may help to clarify the molecular basis of the alteration of the invasiveness and metastatic potential of HCC after radiation and provide the new approach to improve the outcome of the radiotherapy of HCC.

原发性肝癌(HCC)是目前我国最常见且病死率较高的恶性肿瘤之一，其放疗后易转移复发是目前肝癌治疗中亟待解决的重要问题。我们最近的研究结果表明H2S/CSE途径在肝癌细胞和正常肝细胞L02中的表达存在显著差异，提示这种差异可能与肝癌恶性转化相关。本项目将以不同p53基因型的肝癌细胞以及血管内皮细胞HUVEC为研究对象，建立H2S/CSE稳定或短暂低表达细胞株，研究H2S/CSE途径对照射前后肝癌细胞生物学行为的影响及其分子机制，重点研究H2S/CSE途径在照后残余肝癌细胞侵袭转移与再生长潜能的影响，照后残癌细胞对周围血管生成的影响以及H2S/CSE途径在其中的作用，并研究其中H2S/CSE途径与P53，VEGF/VEGFR，EGFR，MAPK等通路之间的作用网络。本项目的完成有望为探明肿瘤细胞放疗后侵袭转移潜能改变的机制提供新的思路，并为提高肝癌放疗效果提供新的线索。

越来越多的证据表明，放射可促进肿瘤细胞侵袭与转移，但其中的机制尚不清楚。H2S已被证实是继NO和CO后又被发现的一种新型的气体信号分子，然而其在肿瘤生物学，特别是放疗后肿瘤细胞侵袭能力加强这一现象中的调控作用尚未明确。.首先，我们发现多种肝癌细胞中的CSE表达要远远高于其在正常肝细胞中的表达，且H2S/CSE信号体系对肝癌细胞的恶性增殖起促进作用。采用siRNA技术或CSE的专一性抑制剂PPG可明显降低HepG2细胞的恶性增殖，并可显著增加内源性ROS的生成并大幅降低线粒体膜电位，从而诱导细胞凋亡。推测这种改变是H2S/CSE途径调节肝癌细胞恶性增殖的重要原因之一。更重要的是，抑制内源性H2S的合成可通过抑制ERK通路的激活阻断了EGF/EGFR通路的信号传导，从而减少肝癌细胞的增殖信号。.其次，我们发现两株肝癌细胞系HepG2和PLC/PRF/5在X射线照射后侵袭能力显著增强，间质细胞标志蛋白N-cadherin和Vimentin表达量显著增加，而上皮细胞标志蛋白E-cadherin的表达则明显降低。snail作为EMT过程中最重要的调控因子，同样在受照射后显著增加。内源性H2S产生酶CBS和CSE表达及磷酸化p38均随着培养时间的延长而增加。CSE干扰或抑制后，肝癌细胞辐射敏感性增加，侵袭和迁移能力降低，EMT转化同样下降。辐射所诱导HepG2的p-p38的高表达能够被PPG或者CSE siRNA所抑制，p38抑制剂SB203580预处理仅降低EMT水平，而对细胞CBS及CSE的表达无影响。.最后，辐射可增加照射后残余肝癌细胞 的侵袭与迁移，并伴随有N-cadherin，Snail，以及p-P38 的过表达。此外，照后残余HepG2 细胞中的CSE和CBS的表达较未受照细胞也显著增加。干扰CSE或CBS表达，均可降低照后残癌细胞的侵袭与转移，同时N-cadherin，snail，p-P38的表达也显著下降。此外，干扰CSE后细胞侵袭迁移下降程度高于CBS干扰的残癌细胞。P38抑制剂SB203580可通过抑制EMT转化来降低照后残癌细胞的侵袭迁移水平。. 综上所述，本项目发现HS/CSE途径不仅可调控肝癌细胞的增殖及辐射敏感性，同时还可通过调控受照射细胞的EMT转化来调控照后及照后残癌细胞的侵袭与迁移。因此，为探明肿瘤细胞放疗后侵袭转移潜能改变的机制提供新的思路。