利用转基因动物模型研究PDGFRα调控肝脏再生和肝癌发生的机制

机体器官发育早期，其组织细胞的增生、分化和生存，类似于肿瘤细胞的生物学特性。因而通过研究调控胚胎肝脏发育早期的细胞信号途径，有望发现其在肝肿瘤发生中的作用和意义。前期研究证实：血小板衍生生长因子受体α（PDGFRα）在胚胎肝发育和生长过程中均具有重要的作用；且PDGFRα在人类肝癌中显著活化和高表达。应用基因敲除动物模型，申请者前期研究发现，人类肝癌发生中可能存在以β-catenin和PDGFRα分别介导的两类相互排斥的分子机制，而PDGFRα信号通路的活化是β-catenin缺失时肝细胞增生和肝癌发生的重要"代偿通路"。本课题拟首次构建肝脏特异性PDGFRαD842V+转基因小鼠，在肝脏细胞特异性活化表达PDGFRα；实现肝脏部分切除及肝癌诱导，从而研究PDGFRα在调控肝细胞增生和肝癌发生中的重要机制；应用PDGFRα抑制剂实验性治疗小鼠，探讨以PDGFRα作为新靶点治疗肝癌的可行性。

我们前期研究发现，体内和体外肝细胞特异性删除β-catenin基因可提高DEN诱导的肝癌的发生，而β-catenin缺失条件下，PDGFRα/PI3K/Akt信号通路的活化是肝癌发生的重要原因。这一研究结果发表于肝脏病学领域排名第一的杂志Hepatology。在人肝癌组织中，β-catenin活化与PDGFRα表达之间存在明显的反向相关性。因而，我们前期的研究结果提示，PDGFRα及其下游信号途径的活化可能是β-catenin非活化或受到抑制时这类肝细胞增生和恶性转变的重要原因。.然而，PDGFRα信号通路在肝癌发生中的作用机制并不清楚。基于此问题，我们申请获得国家自然科学基金青年基金和陕西省自然科学基金等支持，体外实验证实：PDGFRα过表达可促进肝癌细胞增殖、侵袭和转移；裸鼠成瘤实验揭示PDGFRα促进肝癌血管生成关系密切，该研究发表于肿瘤学著名杂志Oncotarget。然而，为进一步研究PDGFRα促进肝癌发生的分子机制，我们构建了肝脏特异性PDGFRα转基因小鼠模型（PDGFRα D842V Transgenic mice model）。PDGFRα基因序列D842V位点突变在胃肠间质瘤中较为常见。该位点突变可导致PDGFRα持续活化。目前已经成功构建该转基因小鼠模型，由于实现了肝脏特异性转基因，其他组织器官不受影响，小鼠可健康存活。应用二乙基亚硝胺诱导剂注射转基因小鼠和野生型小鼠，我们出乎意料的发现，在6个月，10个月和12个月，转基因鼠与野生鼠肿瘤发生率分别为0和20%, 50%和100%，75%和100%，且转基因鼠肿瘤数目和大小均明显小于野生鼠，肝重/体重比亦明显小于野生鼠。这一研究结果与预期相反，提示PDGFRα信号通路的活化可能导致其他作用更加明显的抑癌基因通路代偿活化，在体内反而抑制肿瘤发生。目前这一十分有趣的机制研究正在进行中。结合我们前期研究结果，可能为肝癌以β-catenin和PDGFRα两条信号通路为代表进行分子病理学分型提供理论依据，从而使肝癌不同分子病理基础下靶向治疗成为可能。