决定成体肝干细胞转化为肝细胞型或者胆管细胞型肝癌的关键信号通路的研究

具有双向分化潜能的成体肝干细胞（卵圆细胞）在分化受阻时，可以分别转化为肝细胞型和胆管细胞型肝癌。Wnt和Notch信号通路在肝细胞和胆管细胞的分化过程中起关键作用，在人肝细胞型和胆管细胞型肝癌中分别被激活。我们通过上调Bmi1诱导了大鼠卵圆细胞发生恶性转化和在裸鼠体内形成肝细胞型肝癌，并且发现在此过程中Wnt表达升高、Notch表达不变。因此我们假设：Wnt通路和Notch通路的异常激活分别决定了卵圆细胞恶性转化为肝细胞型或者胆管细胞型肝癌。本项目采用基因转染和RNAi技术，在上调大鼠卵圆细胞Bmi1的表达后，分别下调Wnt或/和上调Notch的表达，然后检测：1. 卵圆细胞在体外增殖、克隆形成、迁移/侵袭、耐受化疗药物能力；2. 在裸鼠体内成瘤能力及肿瘤的细胞类型。本研究将有助于我们更好地了解不同细胞类型原发性肝癌发生、发展过程中的关键信号通路，为肝癌起源于肝干细胞这一学说提供理论依据。

原发性肝癌可能起源于肝成体干细胞。不同信号通路的异常激活，可能决定了肝成体干细胞恶性转化为肝细胞型或者胆管细胞型肝癌的方向。本项目基于前期Bmi1在肝成体干细胞研究的基础上，进一步探索Notch1和Bmi1在肝成体干细胞肿瘤发生、侵袭、转移中的作用。通过小分子干扰RNA技术分别下调Notch1在人胆管细胞癌细胞和大鼠肝成体干细胞，能够抑制其体外增殖、侵袭；利用慢病毒上调大鼠肝成体干细胞Notch1表达后，可诱导发生恶性转化，增强其体外增殖、侵袭，并于裸鼠皮下形成低分化肝癌肿瘤，组织类型为胆管细胞型分化方向。我们发现Notch1恶性转化后的大鼠肝成体干细胞中存在较多的肿瘤干细胞，且呈现出间质样的细胞表型。我们还发现了Notch1介导恶性转化的大鼠肝成体干细胞具有极强的远处转移能力，能够在大鼠肝脏原位移植瘤模型中出现肿瘤肺部转移，同时注射该细胞于裸鼠足垫后，发现淋巴结转移，而非直接侵犯。通过iTRAQ蛋白组学进一步分析肿瘤转移的相关蛋白，发现某些蛋白异常高表达,其中包括VCAM1。通过shRNA选择干预VCAM-1表达后，肿瘤肺转移明显减少 。具体VCAM1如何改变肝癌肺转移过程，是否与巨噬细胞的相互作用改变有关，是我们下一步研究的方向。我们的结果表明Notch1 可调控肝成体干细胞发生恶性转化，并维持肿瘤干细胞自我更新，且调控VCAM-1表达增强肿瘤肺转移。Notch1/VCAM1信号轴可作为抑制肝癌肺转移的潜在治疗靶标。此外，我们还发现Bmi1诱导的大鼠成体肝干细胞恶性转化后能形成低分化肝细胞型肝癌，可能的癌变机制为Bmi1通过影响DKK1表达调控Wnt1信号通路。Bmi1介导恶性转化的大鼠成体肝干细胞仍保持“干细胞特性”，能够体外形成管道样结构，并且能够在裸鼠皮下肿瘤内转分化形成肿瘤血管。因此，Bmi1在肿瘤干细胞转分化为肿瘤血管中发挥重要作用。