HMGB1/RAGE通路在原发性肝癌发生中的作用及其机制

High mobility group box protein 1(HMGB1) is a nonhistone, chromatin associated nuclear protein which regulates gene transcription and DAN repair. HMGB1 binds its receptor for advanced glycation end-products (RAGE) which is associated with tumor proliferation and progression. Little information is available on the role of HMGB1 in hepatocellular carcinoma. In our previous study, we found that the expression of HMGB1 and RAGE were significantly elevated in primary hepatocellular carcinoma. HepG2 cells proliferation was increased by recombinant HMGB1, which was inhibited by siRNA molecular targeting HMGB1. In this study, we plan to use HMGB1 or RAGE knockout mice and transgenic HepG2 cell lines to investigate the role of HMGB1-RAGE in the activation of inflammation signaling pathway (NF-κB and STAT3) and stem cell signaling pathway (Wnt-β-Catenin) and its target gene expresssion. We will investigate the role of HMGB1-RAGE in the proliferation and invasion of hepatocellular carcinoma by the methods of gene transfection, siRNA interfering, Western blotting and immunofluorescence, etc. This study will provide new insights into the understanding of HMGB1/RAGE role in hepatocellular carcinoma and may lead to the new approaches for effective therapy targeting HMGB1 and RAGE.

HMGB1是一种能调节基因转录、DNA修复的非组蛋白核蛋白，与RAGE等相互作用，参与调节多种肿瘤的发生和进展，但在肝癌中的作用研究甚少。项目组较早开展了 HMGB1/RAGE 在肝癌发生、发展中的作用研究。前期工作发现肝癌组织高表达HMGB1和RAGE，重组HMGB1促进人肝细胞HepG2增殖，靶向HMGB1基因的siRNA分子可以抑制HepG2生长，诱导凋亡。本项目拟利用新型的转基因动物及各种转基因细胞，通过基因转染、RNA干扰、免疫印迹、免疫荧光等方法，在整体、细胞和分子水平研究HMGB1/RAGE对肝癌肿瘤微环境中炎症信号通路（NF-κB和STAT3）及癌症干细胞发育信号通路（Wnt-β-Catenin）的活化，对下游靶基因的转录以及对肝癌细胞生长和侵袭能力的影响。本研究可望揭示HMGB1/RAGE在肝癌发生中的作用新机制，为将来以HMGB1和RAGE为靶点治疗肝癌提供理论依据。

肝癌在全球和中国男性肿瘤致死率排行榜中肝癌分列第二和第三，是临床上最常见的恶性肿瘤之一，虽然近年肝癌的诊断和治疗有了长足发展，但肝癌的复发和转移这一关键难题并没有得到有效解决。HMGB1与肿瘤恶性表型密切相关，在恶性肿瘤的侵袭和转移中发挥着重要作用，但是HMGB1在肝癌中的作用还不明确。前期工作发现肝癌组织高表达HMGB1和RAGE，重组HMGB1促进人肝细胞HepG2增殖，靶向HMGB1基因的siRNA分子可以抑制HepG2生长，诱导凋亡。根据本课题研究计划，本项目利用新型的转基因动物及各种转基因细胞，通过基因转染、RNA干扰、免疫印迹、免疫荧光等方法，分别从细胞水平和动物水平探讨了HMGB1对炎症信号通路（NF-ΚB和STAT3）和wnt-β-catenin调控作用，我们证实下调HMGB1会抑制P65，STAT3及β-catenin的活化，并影响其下游与增殖，凋亡，侵袭转移及肿瘤干性相关基因的表达，敲低HMGB1抑制肝癌细胞HepG2的侵袭和转移，但是对细胞增殖的影响不明显。同时过表达HMGB1可以活化炎症信号通路（NF-ΚB和STAT3）和wnt-β-catenin信号通路从而提高肝癌侵袭转移能力,体外重组HMGB1也能发挥类似内源性HMGB1的促进肝癌侵袭转移的作用。RAGE作为HMGB1的重要受体，其被抑制后炎症信号通路（NF-ΚB和STAT3）和wnt-β-catenin信号通路也受到了抑制，反之亦然。最后动物体内运用DEN诱导肝脏特异性敲除HMGB1小鼠产生肝癌模型，证实敲除HMGB1后肿瘤发生的时间会延后，但是对肝内肿瘤的数量，体积以及肺转移没有明显影响。综上所述，我们阐明了HMGB1/RAGE可以通过调节肝癌肿瘤微环境中炎症信号通路（NF-κB和STAT3）及干细胞发育信号通路（Wnt-β-Catenin）促进肝癌侵袭转移，为将来以HMGB1和RAGE为靶点治疗肝癌提供理论依据。课题执行期间共发表研究相关论文8篇，其中SCI论文6篇，培养博士硕士共计8人，其中已毕业博士2人硕士3人，完成计划预定目标。