TLR8对肝癌细胞的免疫调控及其靶向治疗

TLR8 is one of the key members of Toll-like receptor (TLR) family, it plays an important role in host innate immune and acquired immune responses. TLR8 is not only expressed in a variety of immune cells, but also expressed in tumor cells. However, the function and regulatory mechanisms of TLR8 in tumor cells remains unknown. In this project, we intend to observe the expression and function of TLR8 in human clinical primary liver cancer tissue and hepatocellular carcinoma cell lines stumulated with TLR8 agonists and antagonists. In further, to investigate the mechanisms of TLR8 effects on hepatocellular carcinoma cells, we will examined the regulation roles of the immune regulatory factors in these cells, including the cell proliferation/apoptosis-related molecules, the NKG2D ligands, and MicroRNAs (miRNAs) via siRNAs, inhibitors, or protein blocking agents. These results will reveal the exact roles and mechanism of TLR8 in hepatocellular carcinoma cells. In addition, in order to clarify the direct anti-tumor effects or immune adjuvant effects of TLR8 agonist or antagonist on human hepatocellular carcinoma，liver cancer models in nude mice will be established by hepatocellular carcinoma cell line maintained stable fluorescence expression, or by small pieces of primary liver cancer tissues. The data of this project will deepen our understanding of the immune regulation of TLR8 in human, as well as provide insights to the development of new anticancer drugs or vaccine adjuvant.

TLR8是Toll样受体家族主要成员之一，在机体固有免疫和获得性免疫反应中发挥重要作用。TLR8不仅表达于多种免疫细胞，也表达于肿瘤细胞，但其对肿瘤细胞的确切作用及调控机制尚不清楚。本项目拟以人肝癌细胞为研究对象，以TLR8信号通路的活化/抑制为手段，通过对原发性肝癌组织和肝癌细胞系TLR8的表达、功能及其与细胞周期/凋亡相关分子、NKG2D配体和MicroRNAs 相互调控关系的探讨，阐明TLR8对肝癌细胞作用分子调控机制；并进一步通过稳定表达荧光的肝癌细胞系，或临床肝癌组织建立裸鼠肝癌模型，明确TLR8激动剂或拮抗剂的直接抗瘤作用或免疫佐剂效应。研究结果将加深我们对TLR8免疫调控功能的了解，同时为新型抗肿瘤药物或疫苗佐剂的研发开拓思路。

肝细胞癌（HCC)是全世界第五大常见癌症和第三大癌症死亡原因。目前，治疗HCC的手段仅限于肿瘤消融，手术切除和肝移植等，但这也仅适用于少数患者；而且对于易感人群也没有有效的预防策略。近年来兴起的细胞免疫治疗方式能够有效地启动人体免疫机制和维护机体生理平衡，从而提高癌症患者的整体治疗效果和生活质量，最终实现消灭肿瘤和治愈肝癌的目标。Toll样受体（TLRs）是生物体固有免疫系统中一类重要分子，是机体抵抗病原微生物感染和肿瘤的第一道防线。TLRs不仅广泛表达于免疫细胞，还表达于多种非免疫细胞，包括肿瘤细胞。最近研究表明，肿瘤细胞TLRs的功能具有两面性，一方面可以介导肿瘤细胞的凋亡，提升肿瘤细胞的免疫原性以及对免疫效应细胞杀伤的敏感性；另一方面则可以促进肿瘤细胞的免疫逃逸，增强肿瘤细胞的增殖、侵袭及抗凋亡特性。因此，深入研究肿瘤细胞TLRs的功能及其分子调控机制，将为肿瘤的免疫治疗提供新的理论依据和思路。本研究，我们以肝癌和免疫细胞为研究对象，研究TLR7和TLR 8在肝癌组织和细胞系中的表达和意义，探讨激动剂对肝癌细胞生物学行为的影响，以及其在树突状细胞（DCs）和天然杀伤细胞（NK）激活中的作用。我们的研究结果证实，TLR7和TLR 8均低表达于人类肝癌组织和细胞系，并与病人的生存预后存在相关性。TLR7/ 8激动剂可以显著抑制肝癌细胞的增殖、迁徙和迁移，并促进肿瘤细胞的凋亡。体内实验也证实，TLR7/ 8激动剂Gdiquimod能够显著抑制肝癌细胞的体内成瘤能力。与此同时，我们还发现TLR7/ 8激动剂可以直接激活NK细胞，促进未成熟的DC的成熟，同时DCs也帮助NK细胞发挥作用，增强其对HCC的抗肿瘤免疫应答。更重要的是，在TLR7/8激动剂和DCs刺激下的NK细胞介导的联合治疗能够显著抑制裸鼠体内人肝癌细胞的生长。本研究结果提示TLR激动剂有可能作为抗肿瘤的有效药物，或作为疫苗佐剂与其他抗肿瘤药物联合应用；而TLRs激动剂、DC和NK细胞的联用有可能成为一种新的细胞治疗方式，应用于抗肿瘤和抗感染性疾病的临床治疗。