去细胞化支架内多细胞培养模拟肝癌肝内转移微环境的机制研究

Modeling metastatic tumor microenvironment is the basic research for early-intervention of intrahepatic metastasis from HCC which may be the key to solve the HCC recurrence and improve the survival rate. Our team plans to imitate the microenvironment of HCC intrahepatic metastasis in-vitro by multi-cellular co-culturing in a fibrotic liver decellularized scaffold culture system. Compared with HCC patients' tissue, different decellularized scaffold are analyzed by liquid chromatography-mass spectrometry and try to find the suitable one. Using the Whole Genome Expression Microarray, MICRO-CTO, Optical in vivo Imaging, Fluorescence Imaging System and other methods to make a comprehensive evaluation of in this hepatic-like tissue, we can ascertain whether this modeling method can mimic the pathological environment of intrahepatic metastasis from HCC and try to unveil the mechanism concerning the aspects of MET, disengaged anti-apoptotic, ECM reconstruction, secretions of inflammation promoting factors and alterations of fibroblast and endothelial cells. Moreover, we testify the reasonability of this method through in vivo tumor-like tissue transplantation experiments. All the results can preliminary support the basic research of HCC recurrence prevention.

早期干预肝癌肝内转移灶可能是解决复发问题以提高肝癌生存率的关键，而对转移灶微环境的模拟是研究和干预的基础。本团队拟证明纤维化肝脏去细胞支架内多细胞培养模式可较好模拟肝癌肝内转移灶微环境。以临床肝癌患者组织标本为参照，通过液相色谱-质谱联用法等方法挑选适合的支架以模拟特定细胞外基质。全基因组表达谱芯片以及MICRO-CT、活体动物荧光成像仪、荧光成像系统等方法评价支架内多细胞共培养过程构建的组织的结构及功能，以证明此模拟方式是否与体内病理环境相符。检测间质内皮化、离癌灶后凋亡抑制、细胞外基质构型转换、促免疫与炎症因子的释放以及内皮细胞、成纤维细胞的改变来明确模拟的机制。体内种植研究来进一步证明此模拟方式的合理性。为最终能解决肝癌复发的难题打下坚实的基础。

背景：原发性肝细胞癌恶性度高，手术切除是目前首选的治疗方法，但是术后肝癌的复发和转移是影响患者长期生存的主要因素。如何模拟肝癌肝内复发转移是解决肝癌术后复发的关键问题。目前无较好的可控的体外人来源的肝癌研究模型。主要研究内容：本项目研究重点主要为基于去细胞支架构建个体化肝癌体外模拟模型，主要研究内容包括：制作及评价纤维化肝脏去细胞化支架，评估支架的特性，指导选择肝癌肝内转移灶微环境中的细胞外基质，探讨支架内多细胞共培养构建肝癌肝内转移样组织，从而进行体外模拟肝癌肝内复发和转移微环境，从细胞外基质层面探讨肝癌复发转移的可能机制。重要结果及关键数据：（1）已经完成了对大鼠肝纤维化组织，大鼠肝癌组织和不同肝癌患者组织的去细胞化支架制作，并进行了相应的质谱分析，证明大鼠纤维化肝去细胞支架是模拟肝癌肝内转移灶微环境较好的特定细胞外基质。（2）体外构建了个体化肝癌原代细胞类器官，并探讨了肝癌细胞的侵袭性、增殖能力以及血管形成能力与细胞外基质的硬度相关。（3）在大鼠肝脏去细胞化支架内进行多细胞回填后构建了肝癌样组织，并将此肝癌样组织成功移植到全免疫缺陷大鼠体内，从而构建了体内的肝癌个体化评估模型。科学意义：本研究发现去细胞支架内多细胞培养模式可较好模拟肝癌肝内转移灶微环境。建立一个较好模拟体内病理环境的体外肝癌肝内转移灶微环境的研究模型，克服了传统体内种植研究过程中不便于观察、检测和成瘤性差的难题，给肝癌细胞与肝癌肝内转移灶微环境中其他组分相互作用研究构造了一个可控的研究体系。未来可用于评价干预肝癌肝内转移发生发展的新型药物，为肿瘤耐药机制研究提供了更加确切的验证方式，还可应用于肝癌的免疫耐受和肿瘤个体化治疗研究中，最终为解决肝癌复发的难题打下坚实的基础。