NDC80蛋白在乙肝相关性肝癌发生发展中的作用机制及靶向基因治疗的研究

Hepatitis B virus (HBV) associated hepatoma is one of the most common and the worst prognosis of malignant tumor in the world, which still lack of the effective treatment methods. Chromosome instability is closely related to the development of liver cancer, but it is unclear whether the abnormal expression of mitosis regulation protein (NDC80) will cause the hepatoma. Our preliminary work found that the expression of NDC80 could be significantly up-regulated in the HBV-associated hepatocellular carcinoma tissues, compared with non-HBV infectious liver cancer and normal hepatic tissue. And the over-expression of NDC80 can affect the proliferation of hepatoma cell in vitro. Based on these results, we suspect that the HBV interfere with the expression of NDC80 in hepatic cells, resulting in a large number of aneuploidy, which caused the carcinogenesis and development of liver cancer. So we plan to use the nano-nonviral carriers as gene delivery system to interfere with the various subunits of NDC80 protein complexes in vitro and in vivo, clarify the important role of various subunits in liver cancer cell mitosis and development, explore the mechanism and screen the key regulatory molecules, and finally verify its regulation role in animal models and clinical samples. These results will not only help us understand the related mechanism of the carcinogenesis in liver cancer, but also can provide important theoretical basis for developing a new kind of liver cancer prevention and control strategy.

肝癌由于与乙肝病毒关系密切且缺乏有效治疗方法，目前被认为是世界上发病率较高且预后最差的癌症之一。染色体的不稳定性及其调控蛋白的异常与肝癌发生发展密切相关，但目前并不清楚哪一种蛋白对肝癌的发生发展起决定性作用。我们前期工作发现乙肝相关性肝癌组织中NDC80显著上调，并判断NDC80蛋白的表达可影响肝癌细胞的增殖。基于这些结果，我们推测乙肝病毒会干扰肝细胞内NDC80的表达，导致产生大量异倍染色体，从而引起了肝癌的发生发展。为此，我们拟通过利用已构建成熟的纳米载药体系在体内外条件下干扰NDC80蛋白复合体各亚基的表达，研究各亚基在肝癌细胞有丝分裂及肝癌发生发展所起的重要作用，阐明其中的作用机制并筛选出关键的调控分子，并最终在临床样本和动物模型中验证关键分子的调控作用。所得的结果不仅有助于我们更好的理解肝癌发生发展的相关机制，还可为研制出以有丝分裂检查点为靶标的肝癌新型防治手段提供重要的理论依据

HBV相关性肝癌是我国最常见和预后最差的恶性肿瘤之一，目前缺乏特效药物治疗，临床疗效很差。研究表明肝癌细胞分裂过程中发生错误有丝分裂与肝癌发生发生密切相关。我们的前期研究发现有丝分裂检查点蛋白家族NDC80蛋白复合体可通过某种机制调控肝癌细胞周期，干扰细胞有丝分裂过程，从而引起肝癌的发生发展，但具体机制不清楚，且进一步针对此靶点安全、有效的治疗方法亟待开发。在本项目中，我们首先利用阳离子聚酯PPMS为基材、以NLS核定位肽及PGA-PEG-Gal进行表面修饰，构建出了一种高效负载、肝癌细胞靶向抑制NDC80蛋白复合体各亚基的非病毒纳米基因载体。该基因载体复合物不仅具有转染效率较高、生物相容性好、肝癌细胞靶向性强等优势；还在功能上实现高效的NCD80表达沉默、诱导肝癌细胞HepG2.2.15凋亡、G2/M 期阻滞和抑制细胞增殖。为有丝分裂检查点为靶标的肝癌新型治疗手段提供参考和研究基础。其次，我们通过利用构建纳米基因载体体系，向肝癌细胞靶向递送shNDC80，发现沉默NDC80的表达可以显著下调肝癌细胞PI3K/Akt信号通路，抑制乙肝相关性肝癌细胞的增殖和迁移，提示NDC80可以作为肝癌治疗的新靶标。更进一步地，在研究中我们还针对NDC80蛋白复合物的四个亚基Hec1、Nuf2、Spc24和 Spc25设计特异性的干扰RNA以进一步探索NDC80蛋白复合物各个亚基的功能，结果发现Hec1可能是NDC80促进肝癌发生发展的关键所在，构建沉默Hec1基因（NC_000018.10）的干扰质粒，获得了最好的肝癌抑制效果，因此为基于NDC80靶点的治疗策略提供了理论基础与策略参考。