肝癌转移机制新解析："EMT转化"获得"干细胞样"特性及HIF-1a/Notch 信号通路的关键作用

Cancer stem cells (CSCs) are the root causes of the malignant progress, but its mechanism has not been elucidated. Epithelial-mesenchymal.transition process (EMT) is a key driving force for promoting the malignant progression of tumor. Does EMT be closely related with the generation and maintenance of CSCs ? Our preliminary studies show that EMT conversion of hepatocellular carcinoma (HCC) cells under hypoxic conditions promote tumor invasion and metastasis, and the HCC cells with EMT show cancer stem cell-like properties. Based on this, we observe the changes of CSCs properties of HCC cells after induced/reversal of EMT using interfering with HIF-1a/Notch signaling pathway; and then isolate and identify CSCs from HCC whose EMT characteristic changed, contrast the invasion and tumorigenicity of them in vivo and in vitro, to verify that CSCs in the seminal role in the malignant progression of tumors. This project may provide new clues for the mechanism of HCC malignant progression , lay the theoretical and experimental basis to curb HCC invasion and metastasis.

肿瘤干细胞(CSCs)是肿瘤恶性进展的“根源”所在，但其发生机制尚未阐明。“上皮间质转化过程”(EMT)是促进肿瘤恶性进展的"关键动力"。EMT转化是否和CSCs的产生和特性维持密切相关？我们前期研究发现，肝癌细胞缺氧条件下的EMT转化促进肿瘤侵袭转移，且EMT化的肝癌细胞展现出“干细胞样”特性。基于此，我们提出“EMT转化是驱动肝癌干细胞产生的关键因素”，推测由缺氧启动的HIF-1a/Notch信号通路与肝癌干细胞的“干性”维持密切相关。本研究拟利用现代生物学技术，对肝癌细胞分别进行诱导/逆转EMT的HIF-1a/Notch信号通路干预，观察其肿瘤干细胞特性的变化；对EMT特性改变后的肝癌细胞进行癌干细胞的分离和鉴定，对比其体内、外侵袭和致瘤能力的差异；验证肿瘤干细胞在肿瘤恶性进展中的种子作用。为探讨肝癌恶性进展机制提供新线索，进而为遏制肝癌侵袭转移奠定理论和实验依据。

背景：.我们前期研究发现Hif1a在缺氧调节EMT的过程中扮演者重要角色。同时Notch1在控制肿瘤干细胞样表型和上皮间质转化转化过程中起重要作用。.方法：.通过Western blot和免疫组化方法在人和鼠肝癌组织标本和肝癌细胞系中检测了Hif1a和Notch1的表达。肝癌Hep3B和MHCC97L细胞转染Hif1a过表达慢病毒或通过缺氧诱导模拟缺氧微环境，免疫荧光和免疫共沉淀技术用来评估Hif1a和Notch1的作用方式。采用划痕和Transwell实验用研究细胞的侵袭和迁移能力。EMT和干细胞样行为通过Western blot，细胞形态学，克隆形成和肿瘤球形成实验进行验证。化学药物诱导动物肝癌模型用来模拟人肝癌发生发张过程。.结果：.在人和动物肝癌组织中，Hif1a和Notch1的表达呈正相关，并且在肝癌组织的表达高于癌旁组织。然后，我们发现Hif1a可以通过直接结合的方式促进Notch1的表达。而且，Hif1a过表达或缺氧培养可以促进干细胞发生EMT转化和促进其肿瘤干细胞样表型。而基于Notch抑制剂作用后，这些促肿瘤作用减弱。.结论：.我们研究提示Notch1可能在缺氧微环境促进肝癌进展和转移的过程中扮演重要作用，而这一作用是通过与Hif1a的直接结合作用进一步调节EMT和肿瘤干细胞样表型而实现的。