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背景:
肝癌是世界常见恶性肿瘤之一,在我国,目前每年大约有34万人死于肝癌,占恶性肿瘤死亡率的第二位。迄今为止,手术切除仍是首选、有效的治疗肝癌的方法,但由于其易复发、对常规化疗反应性差,所以长期疗效并不令人满意。因此,积极探索肝癌新的治疗方法,提高肝癌患者的生存率有重要意义,而肿瘤干细胞理论的提出为肝癌的治疗提供了新的研究方向。
近年来,随着对肿瘤干细胞研究的不断深入,肿瘤干细胞的概念正在为人们所接受。目前已经从包括肝癌在内的多种组织来源的肿瘤中分离出肿瘤干细胞,这些细胞虽然在肿瘤组织中只占很小一部分比例,但却具有自我更新、无限增殖及多向分化潜能,是维持肿瘤生长、导致肿瘤复发及转移、产生耐药性的根源,只有消灭这些细胞才有可能彻底治愈肿瘤。因此,在肿瘤治疗中,针对肿瘤干细胞的靶向疗法值得深入研究。
ABCG2蛋白是ABC(ATP-binding cassette)转运蛋白超家族成员之一,是一种高效的外向性转运体,作用底物广泛,可以转运包括细胞代谢产物、毒素、内源性脂质、多肽、核苷酸、外源性药物在内的多种物质,在维持细胞内环境稳定,保护细胞免受有毒物质伤害等方面发挥重要作用。目前研究证明,ABCG2蛋白可以转运包括米托蒽醌、托泊替康、阿霉素、甲氨喋呤等在内多种化疗药物,介导肿瘤耐药;现已在多种不同肝癌细胞系来源的肝癌干细胞中发现有ABCG2表达的上调,所以ABCG2蛋白可能参与了肝癌化疗耐药及肝癌干细胞功能的维持;抑制ABCG2蛋白表达,联合应用化疗药物可能有助于杀灭肝癌干细胞,为有效治疗肝癌提供新的方法。
目的:
1.探讨ABCG2蛋白在肝细胞癌中的表达与临床意义;
2.(1)检测肝癌细胞系中ABCG2蛋白的表达情况及CD90+肝癌干细胞比例;(2)检测干扰ABCG2基因表达后肝癌细胞对化疗药物敏感性的变化以及对肝癌干细胞比例的影响。
3.观察siRNA干扰ABCG2表达和阿霉素联合应用对裸鼠肝癌移植瘤的影响。
方法:
1.应用免疫组化法检测165例临床肝细胞癌组织标本中ABCG2蛋白的表达情况,分析ABCG2表达与肝癌临床病理及预后的相关性。
2.应用RT-PCR、Western-blot检测肝癌细胞系中ABCG2基因及蛋白表达水平;应用流式细胞仪检测肝癌细胞系中肝癌干细胞的比例;应用siRNA干扰ABCG2表达后,检测肝癌细胞对化疗药物敏感性的变化及肝癌干细胞的比例。
3.通过对裸鼠肝癌皮下移植瘤瘤内注射siRNA干扰ABCG2表达并联合应用阿霉素,观察其对肿瘤生长情况的影响,测量肿瘤体积,绘制肿瘤生长曲线。
结果:
1.(1)在165例HCC患者中,ABCG2表达呈弱阳性者99例、强阳性者66例。
(2)ABCG2表达水平与肿瘤直径、肿瘤数目、周围脏器侵犯及TNM分期具有相关性(P均<0.05),与性别、年龄、血清AFP水平及肿瘤分化程度无关(P均>0.05)。
(3)Kaplan-Meier生存分析显示ABCG2表达强阳性组3年总生存率低于弱阳性组(P<0.05);单因素分析显示,肿瘤直径、肿瘤数目、周围脏器侵犯、TNM分期、ABCG2表达水平与HCC预后有关(P均<0.05);多因素Cox回归分析显示ABCG2表达水平、肿瘤直径与TNM分期是HCC预后的独立危险因素。
2.(1)RT-PCR及Western-blot结果显示,在肝癌细胞系PLC/5、Huh7及MHCC97H中均检测到ABCG2 mRNA及蛋白的表达,其中MHCC97H中表达水平最高;流式细胞仪检测显示,CD90+肝癌干细胞在3种细胞系中的比例分别为0.55%、0.82%、4.64%。
(2)应用siRNA干扰ABCG2表达后,MHCC97H肝癌细胞对阿霉素的敏感性显著增强,半数致死量(IC50)由2.41μg/ml降至0.63μg/ml(P<0.05);CD90+肝癌干细胞比例由4.64%降至1.32%(P<0.05),而单独应用阿霉素治疗组CD90+肝癌干细胞比例则上升至10.52%。
3.siRNA瘤内注射干扰ABCG2表达联合阿霉素腹腔注射可显著抑制裸鼠肝癌皮下移植瘤的生长,联合治疗组肿瘤体积明显小于单用阿霉素治疗组(P<0.05),抑瘤率亦明显优于单用阿霉素治疗组(P<0.05);免疫组化显示应用siRNA瘤内注射可显著抑制肿瘤细胞ABCG2的表达。
结论:
1.ABCG2在肝细胞癌表达水平与肿瘤侵袭性、TNM分期及患者预后相关;
2.RNAi沉默ABCG2基因的表达可提高肝癌细胞对阿霉素的敏感性,联合应用阿霉素可有效杀灭MHCC97H中的CD90+肝癌干细胞;
3.瘤内注射靶向ABCG2基因的siRNA联合阿霉素腹腔注射可有效抑制裸鼠肝癌移植瘤的生长,其机制一方面可能是通过沉默ABCG2基因表达提高肿瘤细胞对化疗药物的敏感性,另一方面可能是通过杀灭肿瘤干细胞而起作用;
4.ABCG2可能是靶向肝癌干细胞治疗肝癌的潜在靶点。