ES细胞衍生肝组织TGF-β-microRNA炎症馈路调控肝癌发生研究新体系

Transforming growth factor (TGF-β) is essential for liver development and hepatocyte function, and disruption of TGF-β signaling is critical to the development of hepatocellular cancer (HCC). p53-dependent stem cell apoptosis and G1 arrest are linked by TGF-β. Embryonic stem cells, hepatic stem cells, and liver development are linked by common pathways. Here, we set up a modol using stem cell-derived hepatic tissue system based on MAPEG expression. We are going to explore whether transient inhibition of TGF-β initiates hepatocellular transformation through a microRNA inflammatory feedback loop circuit consisting of miR-137, interleukin-6, epidermal growth factor receptor (EGFR), STAT3, miR-871, and miR-883b. Moreover, we show that, once this circuit is activated, it maintains suppression of TGF-β and sustains oncogenesis. Systemic administration of miR-137 or EGFR inhibitors might modulate inflammatory signaling, prevents and suppresses hepatocellular carcinogenesis by inducing tumor-specific apoptosis without toxic side effects. As we also show that this TGF-β circuit is perturbed in human hepatocellular carcinomas, our data raise the possibility that manipulation of this microRNA feedback-inflammatory loop has therapeutic potential for treating liver cancer.

MAPEG与炎症介质生成相关。申请者已发现肝脏MAPEG表达区存在NF-κB入核及靶向抑癌基因microRNAs下调，并据此构建了胚胎干细胞定向分化肝组织炎症模型。该模型呈完整的肝组织结构和固有的炎症向肿瘤转化信号通路，及肝成体干细胞癌变病因学特征，使肝脏炎症向肿瘤转化的网络调控更具多元化。申请者尚发现喹唑啉咪唑化合物可通过抑制EGFR而呈促分化抑肿瘤双重作用，提示可能经由与IL-6R并行的EGFR-STAT3通路。本项目拟在前期工作基础上，提出肝成体干细胞在炎症区易被TGF-β/microRNA调控向肿瘤转化假说，进一步论证“炎症-成体干细胞-恶性转化”三者关联的TGF-β-microRNA炎症馈路调控肝癌发生研究新体系。旨在从转化医学的角度，揭示肝脏MAPEG介导的炎症转化肝细胞癌生命现象本质，及药物干预潜在靶点，争取在“炎症向肿瘤转化调控网络研究的新方法”这一核心科学问题上有所突破。

采用比对法，分别在胚胎干（embryonic stem，ES）细胞衍生肝组织和整体动物肝组织进行实验，比对来自两种实验体系肝组织恶性转化结果的异同。全面论证了ES细胞衍生肝组织在非特异性炎症恶性转化评价新体系的潜在独到之处与可行性。（一）确定了ES细胞衍生肝组织炎症恶性转化调控肝癌发生评价节点：根据项目申请书的主体思路实施，方法与技术路线均保留一致性，研究面仅局限在ES细胞衍生肝组织分化过程中，以人类致癌剂马兜铃酸Ⅰ（aristolochic acid I，AAⅠ）作为工具药，获取炎症恶性转化的评价节点。该实验体系在肝组织分化成熟后，还可存活45天以上。因此除了评价炎症恶性转化表型、机制，还可用于不同阶段防治肝脏炎症恶性转化药物研究评价。简单易行，灵敏直观，可复性强，具有潜在的应用推广前景。并增加了两方面内容：1. 裸鼠荷瘤实验，进一步验证上述评价体系的可靠性与可复性。2. 人类/小鼠胚胎干细胞定向分化为胰岛细胞炎癌转化评价体系，拓宽了研究面。（二）阐明了AAI致皮格犬肝成体干细胞转化为肿瘤干细胞机制：该部分研究根据通讯评审建议而新增的内容，采用接近人类生物学特性的大型动物皮格犬，系统研究阐明了两个核心问题：1. 犬经口给予AAⅠ所致损伤呈现肝脏非特异性炎症病理特征并伴有恶性转化，重点论证了扩散的成体干细胞可恶性转化为肿瘤干/祖细胞。2. 探索犬肝组织肿瘤干/祖细胞形成的网络调控节点。重点关注TGF-β信号和STAT3 信号通路影响的microRNA表达谱，获得了其调控的靶基因（已上传共享数据库）。