TXNIP诱导腹腔“成团型”脱落细胞自噬促进胃癌腹膜转移机制研究

Peritoneal metastasis is the major reason for the failure of radical surgery in advanced gastric cancer. In this study, we have shown clustered and isolated tumor exfoliated cells existed in abdominal cavities of early-stage gastric cancer patients simultaneously, and we confirmed that clustered tumor exfoliated cells have strong stemness characters of stem cell by tumorsphere formation and .clonogenic assay. In gene chip paired analysis, we discovered that TXNIP expression significantly increased in clustered tumor exfoliated cells, TXNIP can activate cell autophagy through inducing DNA damage of mitochondrial. Based on the above content, we propose that clustered tumor cells with high-expressed TXNIP maintain interior nutrient supply by cell autophagy, resisted cell anoikis and retained the stemness characters of stem cell. At the same time, clustered tumor cells with cell autophagy inside could resist the peritoneal metastasis caused by the cytotoxic damage of systemic chemotherapy and hyperthermic intraoperative intraperitoneal chemotherapy. This study will focus on the clustered tumor cell formation and autophagy regulated by TXNIP, the role of autophagy in maintaining the stem cell characters of clustered tumor cells and potential of metastasis will be highly concerned. A total fresh perspective will be offered to explain the reason of gastric cancer peritoneal metastasis.

腹膜转移是进展期胃癌根治手术失败的主要原因，申请者在前期研究中发现早期胃癌腹膜转移患者腹腔中同时存在“成团型”及孤立脱落癌细胞，通过肿瘤球及克隆形成实验证实“成团型”脱落癌细胞具有很强的干细胞特性；在配对基因检测中我们发现了在“成团型”脱落癌细胞中TXNIP基因表达显著上调，TXNIP可以通过诱导线粒体DNA损伤，启动细胞自噬。基于此我们提出高表达TXNIP的细胞团通过自噬维持细胞团内部养分供给，抵制失巢性死亡并维持其干细胞特性。同时，自噬的“成团型”脱落癌细胞亦可抵御全身化疗和腹腔灌注化疗的细胞毒性损伤进而造成腹膜转移。本研究以TXNIP调控“成团型”脱落癌细胞的形成及自噬发生，自噬对“成团型”脱落癌细胞干细胞特性及转移潜能的维持为核心研究内容，以新的视角解释胃癌腹膜转移的成因。

背景：胃癌是世界上常见的恶性肿瘤之一。腹膜转移作为晚期胃癌患者死亡的首要原因，与原发肿瘤穿透全层胃壁至浆膜外脱落、术中肿瘤细胞脱落到腹腔生长等因素有关。研究表明，约20%的胃癌患者术前或术中诊断为腹膜转移，50%的T3、T4期患者于胃癌根治术后发生腹膜转移。发生腹膜转移患者的自然生存期小于5个月，积极治疗后患者的中位总生存期为15.6个月。针对目前胃癌腹膜转移发生率和死亡率高、预防措施效果有限、治疗尚缺乏特效药物的现状，临床医生及科研工作者进行了大量的努力，但效果均不理想，最主要的原因是对于胃癌腹膜转移机制的研究仍很表浅。.方向与主要内容：微纤相关蛋白家族是细胞外基质的重要组成成分，参与各种细胞运动的生物学过程。其中，微纤相关蛋白2（Microfibrillar-associated protein 2，MFAP2）参与细胞的增殖、迁移、侵袭和肿瘤相关miRNA的表达调控，在肿瘤发生发展扮演着多重角色；此外，长链非编码 RNA（lncRNA）是一类不编码蛋白、参与细胞内生物学过程的 200nt以上 RNA 分子。目前研究发现，lncRNA 可以参与胃癌的表观遗传学以及转录和转录后调控，对胃癌的增殖分化起着重要作用，但是在胃癌侵袭转移方面的研究甚少。.重要结果：本课题中发现MFAP2作为胃癌中高表达基因，其可通过作用细胞表面integrin β3受体，并通过MFAP2- PTK7-β-catenin轴影响Wnt通路进而影响细胞侵袭转移能力，最终导致腹膜转移的发生；本课题研究发现胃癌细胞LINC01235-miR-6852-5p-TWIST2的正反馈环路可调控THBS2的表达，进而发挥影响胃癌细胞侵袭转移表型，诱发腹膜转移的结果。.科学意义：综上所述，我们的结果为理解GCPD的机制提供了新的见解，并确立了MFAP2及LINC01235作为GCPD的新靶点。并在该课题的依托下开展了腹膜转移分子机制及临床资料相关的研究。