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背景:肝细胞癌(Hepatocellular Carcinoma,HCC)是世界上最常见的恶性癌症之一,也是导致癌症相关死亡的第三大原因。尽管在改善肝癌患者的预后方面取得了一些进展,但患者的术后5年生存率仍然较低。肝细胞癌的高死亡率主要是肝内转移和远端转移的结果。然而,有关肝癌浸润和转移的机制尚不清楚。GRP78(Glucose-regulated Protein 78,GRP78)是一种参与调节许多重要细胞功能的内质网(Endoplasmic Reticulum,ER)应激蛋白,如蛋白质加工和折叠、ER易位、ER相关降解(Endoplasmic Reticulum Associated Degradation,ERAD)和未折叠蛋白反应(The Unfolded Protein Response,UPR)途径。低氧、酸中毒等肿瘤微环境的改变可诱导GRP78的高表达,有助于癌细胞适应新环境。以往的研究表明,GRP78在肝癌的发生发展中起着至关重要的作用。HOXB9(Homeobox B9,HOXB9)作为一种序列特异性核转录因子,参与细胞的侵袭、转移和分化。越来越多的证据表明HOXB9的过度表达与肿瘤的生长和远端转移密切相关。例如,研究发现HOXB9在乳腺癌中高度表达,并促进乳腺癌的发生和肺转移。最近的一项研究表明,HOXB9在肺腺癌中过度表达,并预示预后不良。此外,我们早期的研究揭示了HOXB9在肝癌中也存在过度的表达。WNT信号通路是人类胚胎发育和肿瘤发生过程中的一条高度保守的通路。这一途径在肝癌的侵袭和转移中也起着重要作用。最近的研究表明,HOXB9是乳腺癌细胞WNT信号通路的靶基因。重要的是,我们以前的研究表明,WNT/HOXB9信号通路可以促进肝癌的侵袭和转移。此外,研究表明GRP78参与WNT信号通路的调节。然而,在肝癌细胞中,GRP78调节WNT信号通路的具体分子生物学机制尚不清楚。目的:探索GRP78和HOXB9在调控肝癌细胞侵袭和转移过程中的关系以及具体分子生物学机制。方法:1,收集2012年2月至2018年2月期间入住南昌大学第二附属医院并被被确诊为肝细胞肝癌的患者的肝癌组织及对应的癌旁组织标本106例,采用实时荧光定量PCR(Quantitative Real Time Polymerase Chain Reaction,q RT-PCR)、免疫组织化学(Immunohistochemical,IHC)染色以及蛋白质免疫印迹法(Western blot,WB)检测肝癌和对应癌旁组织中GRP78和HOXB9的m RNA和蛋白的表达情况,采用相关性分析观察GRP78和HOXB9的相关性。分析GRP78和HOXB9的表达情况与临床病理特征的相关性,并采用Kaplan-Meier法构建患者生存曲线。2,探索肝癌细胞内GRP78和HOXB9的表达高低,选取GRP78蛋白表达相对较高和表达相对较低的细胞系各两株,接着在GRP78高表达的细胞中干扰GRP78,在GRP78低表达的细胞中过表达GRP78,检测GRP78与HOXB9的m RNA和蛋白的变化情况,并进行Transwell侵袭和迁移实验观察肝癌细胞的侵袭和转移能力的变化。体内实验,运用慢病毒构建稳定干扰GRP78的稳转细胞系,并用此细胞系构建裸鼠肝癌原位种植模型,通过HE染色观测裸鼠的肝内转移和肺转移的癌巢的数目。3,运用体外和体内的回复实验检测GRP78和HOXB9的上下游关系。体外实验,在高表达GRP78的肝癌细胞中干扰GRP78同时增加HOXB9的表达,对应的,在低表达GRP78的肝癌细胞中过表达GRP78同时干扰HOXB9的表达,观察GRP78和HOXB9的m RNA和蛋白的变化,同时利用Transwell侵袭和转移实验观察肝癌细胞侵袭和转移能力的变化。体内实验,在稳定干扰GRP78的细胞系中稳定过表达HOXB9,并用此细胞系构建裸鼠肝癌原位种植模型,通过HE染色观测裸鼠的肝内转移和肺转移的癌巢的数目。4,探索GRP78调控HOXB9的分子生物学机制。运用生物信息学分析寻找GRP78调控HOXB9可能的通路,并验证相关结果。我们使用激光共聚焦、Western blot、免疫共沉淀等方法证实GRP78通过可能的信号通路来调控HOXB9。接着,进一步探索在肝癌细胞中,GRP78调节信号通路的具体分子生物学机制。结果:1,肝癌患者的免疫组化、Western blot和q RT-PCR结果显示:GRP78在70.75%(75/106)的肝癌患者中高表达,而HOXB9在53.77%(57/106)的肝癌中高表达。相关性分析发现GRP78和HOXB9的m RNA和蛋白表达呈正相关并且与肝癌患者的肿瘤直径、肿瘤包膜、肿瘤微卫星灶、静脉侵犯密切相关(P<0.05)。患者生存曲线显示,GRP78和HOXB9的高表达的肝癌患者术后生存率较低(P<0.05)。2,细胞筛选结果发现五株肝癌细胞(Huh-7,SMCC7721,MHCC97H,Hep3B,HCCLM3)中GRP78和HOXB9的m RNA及蛋白的表达水平明显高于正常人肝细胞株HL-7702。干扰HCCLM3和MHCC97H细胞中GRP78的表达发现GRP78和HOXB9的m RNA及蛋白水平同时降低(P<0.05),Transwell实验结果显示干扰GRP78后肝癌细胞的侵袭和转移能力降低。裸鼠肝癌原位种植模型显示,种植了稳定干扰GRP78细胞系的裸鼠中,裸鼠的肝内转移和肺转移的癌巢的数目均低于种植正常细胞系的对照组(P<0.05)。3,回复实验结果显示干扰GRP78后,HOXB9的表达下降,并且细胞的侵袭和转移能力降低。然而,干扰GRP78的同时过表达HOXB9可以回复干扰GRP78造成的侵袭和转移能力下降。过表达GRP78后,HOXB9的表达上升,并且细胞的侵袭和转移能力升高。然而,过表达GRP78的同时干扰HOXB9的表达可以降低过表达GRP78造成的侵袭和转移能力的上升。裸鼠肝癌原位种植模型显示,稳定干扰GRP78并过表达HOXB9实验组中,裸鼠的肝内转移和肺转移的肿瘤数目均高于单纯稳定干扰GRP78的对照组。4,生物信息学IPA通路分析结果显示GRP78可能通过WNT/β-catenin信号通路调控HOXB9的表达,进一步实验发现干扰GRP78能够降低β-catenin的表达和减少β-catenin的入核,从而抑制WNT/β-catenin信号通路。5,进一步的分子生物学机制研究发现,GRP78可以促进LRP6的成熟并保护LRP6不被内质网相关的降解(ERAD)途径降解,从而促进LRP6的表达,激活WNT/β-catenin信号通路。结论:GRP78可以通过充当LRP6的分子伴侣,促进LRP6的成熟及膜表达,并保护LRP6不被ERAD降解,从而激活WNT/β-catenin信号通路促进HOXB9的表达并增强肝细胞肝癌的侵袭和转移。这一分子生物学机制为探索肝癌细胞的侵袭和转移机制提供一种新的见解,对于肝癌的分子靶向治疗提供新的依据。