Ferroportin1与铁在肝癌发生过程中的作用、分子机制及药物调控研究

The mortality of hepatocellular carcinoma in China was more than 45% of all over the world. As known, Ferroportin1 (FPN1) was the only protein on cell menbrane to transport iron out of cells. As others' research, the downregulation of FPN1 was negative relation to outcome and morbidite of hepatocellular carcinoma (HCC). As ours research, more than ten percent of FPN1 mutation mice can apontaneous hepatocellular carcinoma, and the expression of FPN1 was lower in liver tissue of drug-induced HCC model than control. FPN1 mutation mice, drug-induced HCC model and separated liver cells was used to figure out the function of FPN1 downregulation in HCC oncogenesis. And if JAK2/stat3 pathways was activated independing on iron overload. Further more, we will investigate the therapeutic potential of a protesome inhibitor, botezomib, which through inhibiting hepcidin-induced degradation of FPN1.

我国是原发性肝癌的高发国，每年我国肝癌死亡总数占全世界45%。Ferroportin1(FPN1)是目前已知的唯一一个由细胞内向细胞外转运铁的细胞膜蛋白，近年来研究发现，FPN1的下调与原发性肝癌预后及恶性程度呈高度负相关，但是FPN1与肝细胞癌的发生关系研究至今还处于空白。我们前期研究发现，超过1/10的FPN1基因突变鼠会自发肝细胞癌，且FPN1在药物诱发肝癌组织中低表达。本研究将进一步从基因突变鼠、药物诱发肝癌模型，鼠原代肝细胞体外实验三个方面，深入探讨FPN1的下调在原发性肝癌发生中的促进作用，以及这一作用是否依赖细胞内铁累积，并探索FPN1下调是否通过激活JAK2/STAT3通路，并启动下游癌基因转录而发挥促肿瘤发生作用。我们研究还发现，药物硼替佐米可通过抑制hepcidin诱导的FPN1内化降解而上调FPN1的表达，进而我们将探索硼替佐米在预防肝癌发生的应用前景。

课题已经按照原定计划全面完成，根据实验过程中遇到的问题，在不影响课题整体创新性和保证工作量的前提下，对部分研究内容进行调整。本项目致力于阐明Ferroportin1（FPN1）在原发性肝癌的发生、发展中的作用及分子机制，实验目标基本完成，得到研究结果如下：①通过检测FPN1在5种常见肿瘤标本中的表达情况发现，FPN1在胃、结直肠癌中表达差异不显著，在肝癌、肺癌、乳腺癌中表达下调。其中，在肝癌组织中表达下调尤为显著，且其与患者的预后呈负相关。②经过长期观察了FPN1-/+鼠的肝肿瘤形成情况，未发现明确的自发原发性肝癌形成，但可见FPN1-/+鼠肝细胞结构混乱，肝细胞增殖明显加快。推测其中未自发肿瘤原因可能为FPN1的下调与肝细胞形态学改变存在一定的量效关系，并需要多基因共同协作完成。③确定了下调的FPN1促进正常肝细胞及肝癌细胞株增殖加快、迁移能力增强，体外印证了FPN1表达与肝癌恶性程度转化间的负相关性。④证实了下调的FPN1可能通过激活磷酸化STAT3及AKT通路来促进肝癌细胞的增殖及恶性转化。⑤验证了FPN1的促细胞增殖作用不完全依赖其铁离子泵的作用，且FPN1与细胞内过量铁在促进肝细胞增殖方面起到了协同作用。本研究部分阐明了FPN1在促进肝细胞增殖及恶性转化中发挥的作用，使FPN1有望作为“抑癌基因”为药物靶点研究提供思路。