Mcl-1对肝癌干细胞生存和自我更新的调控作用及其分子机制研究

Myeloid cell leukemin-1 (Mcl-1) is a crucial member of antiapoptotic Bcl-2 family. Recent studies indicated that overrexpression of Mcl-1 contributes to survival, self-renewal and pluripotent differentiation of cancer stem cells (CSC). Since Mcl-1 was found highly expressed by hepatocellular carcinoma (HCC) and closely associated with CSC-related properties, such as chemotherapeutic-resistance, relapse and metastasis, we hypothesize Mcl-1 involves in regulation of HCC CSCs. In this proposal, we seek to investigate the role and molecular mechanism of Mcl-1 in regulating survival, self-renewal and pluripotent differentiation of HCC CSCs using gene transfection, small interfering RNA, cell sorting methods, sphere formation and limiting-dilution transplants experiments, western blotting analysis and immunohistochemistry. We also seek to investigate the association of the expressions of Mcl-1 with putative HCC CSC markers in HCC tumor samples, and analyze the association of expression of Mcl-1 with tumor grade, metastasis and relapse of HCC. This study will provide a basis for further exploring novel HCC targeted therapies by modulating Mcl-1 in CSC.

Mcl-1是Bcl-2 抗凋亡家族中的重要成员。研究发现Mcl-1的过度表达可使肿瘤干细胞获得生存优势、并维持其自我更新、多向性分化。Mcl-1 在肝癌高表达，并与肝癌干细胞介导的多种恶性特征，如耐药、复发及扩散转移等关系密切，但Mcl-1是否参与肝癌干细胞生存及自我更新的调控及其相关分子机制尚未阐明。本研究拟采用基因转染、小干扰RNA、小分子Mcl-1 抑制剂、肿瘤干细胞分选技术、无血清悬浮肿瘤干细胞培养和有限稀释成瘤实验等研究Mcl-1对肝癌干细胞的生存、自我更新的体外、体内调控作用；应用凋亡分析、细胞衰老分析和免疫组织化学等方法，研究Mcl-1对肝癌干细胞调控的分子机制；在肝癌标本中研究Mcl-1 的表达与肝癌干细胞标记物表达的相关性，与肝癌分化程度、转移及复发等生物学特征的关系。本研究将为针对肝癌干细胞Mcl-1 高表达的特点进行肝癌靶向治疗的进一步研究奠定基础。

肝细胞肝癌是我国常见的恶性肿瘤、病死率高、危害大。肝癌耐药、早期复发和扩散转移一直是困扰医学界的难题。近年来的研究发现，肝癌的发生发展与肿瘤干细胞有关。肿瘤干细胞是一个特殊的癌细胞亚群，这些细胞既具有癌细胞无限增殖等恶性特征，又具有组织干细胞的 “干性”特征，即能够以自我更新保持其未分化状态和多向性分化成异质性肿瘤细胞。. Mcl-1是Bcl-2 抗凋亡家族中的重要成员。研究发现Mcl-1的过度表达可使肿瘤干细胞获得生存优势、并维持其自我更新、多向性分化。Mcl-1 在肝癌高表达，并与肝癌干细胞介导的多种恶性特征，如耐药、复发及扩散转移等关系密切，但Mcl-1是否参与肝癌干细胞生存及自我更新的调控及其相关分子机制尚未阐明。. 本研究通过采用基因转染、小干扰RNA、小分子Mcl-1 抑制剂、肿瘤干细胞分选技术、无血清悬浮肿瘤干细胞培养和有限稀释成瘤实验等研究Mcl-1对肝癌干细胞的生存、自我更新的体外、体内调控作用；应用凋亡分析、细胞衰老分析和免疫组织化学等方法，研究Mcl-1对肝癌干细胞调控的分子机制；在肝癌标本中研究Mcl-1 的表达与肝癌干细胞标记物表达的相关性，与肝癌分化程度、转移及复发等生物学特征的关系。. 通过本研究我们证实了Mcl-1高表达是肝癌干细胞的基本特征。我们发现了Mcl-1在体内外对肝癌干细胞生存及自我更新具有重要调控作用。我们也发现，抑制Mcl-1可同时抑制转录因子Nanog的表达, 推测Mcl-1很有可能通过与Nanog相互作用维持肝癌干细胞生存。通过研究分析Mcl-1在肝癌组织的表达，和体内、外研究，我们探讨了应用小分子抑制剂针对Mcl-1进行肝癌细胞和肝癌干细胞靶向治疗潜在的临床意义。总之，通过上述研究，阐明Mcl-1 对肝癌细胞和肝癌干细胞调控的分子机制，为制定合理的肝癌靶向治疗方法、避免毒副作用奠定基础。