HNF1α,HNF4α,FOXA3联合诱导肝癌细胞向功能性肝细胞转化及其临床应用研究

The mortality of HCC ranks 2nd among the malignant tumors and the therapeutic effect of HCC remains dissapointing. We previously delivered hepatocyte specific transcription factor HNF1α, HNF4α and FOXA3 into human fibroblast and obtained inducible hepatocyte. Herein we found that the expression of these factors were decreased in most of patient HCCs. Delivery of these factors into HCC cells increased the expression of those hepatocyte specific markers, and the combination of the three factors exhibited synergistic effect.In present study, we will investigate whether the three factors could reverse the malignant phenotype of HCC cells and eradicate the stemness of liver cancer stem cells. We will further study the possible conversion of HCC cells into functional hepatocytes upon the exogenous expression of these three factors, and elucidate the underlying molecular mechanism. We will also using AAV vector to deliver these factors into patient-derived HCC xenograft in order to test its clinical significance.This study might broaden our knowledge on the cell type trisition, and may provide a new therapeutic strategy for liver cancer.

肝癌的病死率位居恶性肿瘤第二位，目前的疗法效果均不理想，亟需探索新的治疗思路。既往我们将肝细胞特异性转录因子HNF1α, HNF4α和FOXA3导入人成纤维细胞后，获得了具有功能的诱导型肝细胞。本项目前期发现：这三个因子在95%的病人肝癌中有下降，在半数肝癌中均下降；利用腺病毒将三因子导入肝癌细胞后可明显上调肝细胞功能相关分子的表达，且三因子联合的诱导效果显著优于单个因子；肝癌细胞经三因子诱导后还表现出肝细胞的合成和代谢功能。本课题将在前期工作的基础上，深入研究三因子联合应用在逆转肝癌细胞恶性表型和诱导肝癌干细胞分化中的作用；探索三因子促进肝癌细胞向功能性肝细胞转变的可能性，并采用高通量技术结合经典分子生物学方法探明其分子机制；最后利用AAV将三因子导入病人来源的肝癌移植瘤小鼠模型，探讨其应用于肝癌基因治疗的可行性。本项目的实施可望为细胞类型转化提供新的理论，同时也为肝癌治疗提供新的方法。

原发性肝细胞癌是世界上最常见的恶性肿瘤之一，我国的肝癌人数占了全球的一半左右。虽然近年来肝癌诊断技术和治疗水平不断发展，但肝癌的早期诊断率依然较低。相当一部分患者在确诊时已经是中晚期，失去了手术时机。常规放化疗、肝动脉化疗栓塞或分子靶向治疗的效果均不理想。因此，肝癌的治疗研究需要探索新的途径。肝细胞核因子是一类在肝细胞中相对特异性高表达的转录因子，包括HNF1、HNF3、HNF4、HNF6、C/EBP及DBP，它们在维持肝细胞形态和功能方面发挥重要作用。有研究表明，肝癌的发生过程中多伴随肝细胞核因子的表达下调，过表达HNF1A或HNF4A可以抑制肝癌的发生发展并诱导肝癌分化。而有学者利用HNF1A、HNF4A和FOXA3将人成纤维细胞重编程为诱导型肝细胞，其形态和基因表达谱与正常肝细胞类似，还具有许多成熟肝细胞的生物学功能。正常细胞在恶性转化后能变成癌细胞，但癌细胞能否逆转到正常状态仍然是一个谜。在本项目中，我们通过腺病毒载体向肝癌细胞中导入HNF1A、HNF4A和FOXA3进行重编程后，获得了形态类似肝细胞的重组肝细胞（rHeps）。进一步研究结果显示rHeps不仅失去了肿瘤细胞过度增殖、高转移潜能和体内成瘤的恶性表型，并且重获正常肝细胞的特性和功能，如糖原合成、低密度脂蛋白摄取、白蛋白分泌和药物代谢等。将rHeps移植入 Fah基因敲除联合免疫缺陷小鼠肝脏后，发现rHeps能够重建肝板和肝小叶结构，并行使肝细胞的功能。这些结果显示：HNF1A、HNF4A和FOXA3可以诱导肝癌细胞向正常肝细胞转化。机制研究的结果提示：外源性表达的HNF1A、HNF4A和FOXA3可能协同启动了多种肝细胞核因子的内源性表达，进而促进了肝癌细胞向肝细胞的转变。该项研究首次证明实体肿瘤细胞可以重编程为具有一定正常功能的细胞，并为肿瘤治疗提供了新思路。