Hedgehog通路及骨髓干细胞在胃癌发生、发展及转移过程中的作用研究

基于组织微结构理论,以及Hedgehog通路参与胃癌的发生、是联系肿瘤上皮和间质微环境的桥梁，结合原有研究基础-骨髓干细胞具有多向分化功能且参与肿瘤的发生。本课题拟在胃癌诱导模型，移植标记骨髓，在胃癌不同发展阶段示踪骨髓干细胞在肿瘤及其周围组织的分布并鉴定不同的分化组织，鉴定不同分化方向的骨髓干细胞类型。根据鉴定结果，清除特定骨髓干细胞类型参与，以及siRNA干扰阻断骨髓干细胞Hedgehog通道，研究骨髓干细胞分化情况及对肿瘤发生、发展的影响。在胃癌移植瘤模型，移植标记骨髓，鉴定移植瘤间质细胞来源；不同环节阻断Hedgehog/ PTCH1/Smoothened/ GLI信号转导通路，探究阻断Hedgehog通路的骨髓干细胞来源和移植瘤局部来源，检测肿瘤细胞与间质微环境Hedgehog信号通路的表达部位，并观察对移植瘤血管再生及肿瘤生长的影响。为阐明胃癌发生机理以及探究治疗开辟全新途径。

Sonic Hedgehog(SHH)通路在多种肿瘤的侵袭、转移等恶性生物学行为中发挥重要的作用，但SHH通路如何调控胃癌的恶性生物学行为，目前研究不多。本研究从胃癌的微环境和肿瘤干细胞的角度出发，探讨胃癌与肿瘤微环境对肿瘤影响从而产生的上皮间质化的影响以及肿瘤干细胞的表达水平出发，了解SHH通路在胃癌的转移过程中的作用。SHH通路的关键蛋白SHH和关键转录因子Gli1在胃癌中高表达与肿瘤的恶性肿瘤临床病理特点密切相关，并提示患者的生存较差。Gli1的高表达是胃癌的预后较差的独立预后因素。SHH与GLI1的蛋白水平与胃癌的肿瘤干细胞标记物CD44表达水平呈正相关，激活或抑制SHH信号通路可对CD44的表达水平产生影响，从而反映SHH信号通路是调控胃癌干细胞的关键通路之一。上皮间质化（EMT）被认为在肿瘤的转移以及干细胞调节过程中发挥重要的作用。其相关蛋白E-钙粘蛋白、波形蛋白（Vim）、Snail的表达水平SHH与Gli1密切相关。E-钙粘蛋白的低表达以及Vim和Snail的高表达与肿瘤的恶性肿瘤生物学行为密切相关，并提示总体预后较差。因此有理由相信SHH信号通路是在微环境中通过EMT化而调控胃癌的转移。在胃癌细胞中激活SHH通路后可使胃癌细胞产生明显的EMT化，表现为细胞外形呈间质化的梭型外观，间质化标记物上调，上皮化标记物下调，胃癌的侵袭能力和转移能力呈浓度依赖性的提高。与此同时，环靶明特异性抑制SHH信号通路后呈现与EMT行为相反的间质上皮化特性，即上皮化的水平上调而间质化的水平下调，并浓度依赖性地下调胃癌细胞的侵袭和迁移能力，GLI1基因敲除后亦有与环靶明类似的作用效果。TGF-β可激活SHH信号通路，并诱导上皮间质化，表现为细胞外形间质化改变，上皮化水平下调和间质化水平上升，但抑制SHH信号通路后TGF-β诱导的EMT改变消失。同样TGF-β引起胃癌细胞的侵袭和转移能力上调亦可被SHH信号通路抑制后所逆转。此外我们的研究结果发现肿瘤诱导巨噬细胞可对肿瘤微环境产生反馈性抑制的作用，可上调VEGF/VEGF-C的表达，从而对胃癌新生血管以及淋巴管生成方面产生作用。因此综上所述，SHH通路是胃癌EMT化的关键通路之一，在胃癌的转移过程中发挥重要作用，并与TGF-β通路诱导的EMT有抑制作用，可以预期SHH通路是胃癌重要的研究靶点