干细胞因子NANOG、SOX2在肝细胞癌中的表达及其调控肝细胞癌转移的分子机制

【摘要】肝细胞癌(hepatocellularcarcinoma,HCC)死亡率高居恶性肿瘤死亡率的第三位。转移是影响肝癌患者预后的主要因素,而揭示其分子机制是从根本上提高临床治疗效果、延长患者寿命的关键。干性相关转录因子NANOG和SOX2迄今已被报道在多种恶性肿瘤中异常高表达,但对其与肿瘤生物学行为的关系及其调节作用的分子基础尚无详尽的研究报告。我们的研究通过全面的体外、体内功能分析及临床样本验证,明确NANOG和SOX2通过调控上皮间质转化(EMT)促进肝癌侵袭转移的作用,并进一步对其中的信号通路调控机制进行深入解析。本课题从一个新的角度揭示肝癌转移的分子调控机制,为今后肝癌转移靶向治疗提供依据。第一部分NANOG对肝癌细胞生物学行为的影响及其分子机制研究干性相关转录因子NANOG迄今已被报道在多种恶性肿瘤中异常高表达。在这部分内容中,我们通过免疫组化(IHC)检测一组HCC组织样本中NANOG的表达水平,并分析其与临床指标的相关性。结果显示NANOG的表达水平与是否发生转移以及生存期有关。我们发现NANOG过表达会激活HCC细胞的EMT,并提高其侵袭、软琼脂克隆、肿瘤球形成、抗索拉菲尼以及体内成瘤和转移能力。SB-431542是活化素受体样激酶(ALK)受体拮抗剂,可以抑制细胞的EMT。我们用SB-431542处理过表达NANOG的HCC细胞后,发现细胞EMT被抑制,同时细胞Matrigel小室侵袭能力也下降。我们发现NANOG可以通过转录调控,直接激活转化生长因子TGF-β超家族成员NODAL及其相互作用蛋白CRIPTO-1,从而激活TGF-β信号通路,上调SNAIL表达水平,启动肝癌细胞EMT。NODAL启动子区域的两个NANOG结合位点在NANOG对NODAL的转录调控中起关键作用。我们还发现,NANOG在HCC组织中的表达水平与NODAL、磷酸化SMAD3(P-SMAD3)以及SNAIL的表达水平正相关,联合NANOG和P-SMAD3可以指示肝癌预后。另外,肿瘤边缘区域的NANOG表达水平高于肿瘤内部的NANOG表达水平。这些结果展示了NANOG调控HCC转移的分子机制,提示了NANOG作为HCC预后标志物及药物靶点的潜在价值。第二部分SOX2对肝癌细胞生物学行为的影响及其分子机制研究干性相关转录因子SOX2迄今已被报道在多种恶性肿瘤中异常高表达。在这部分内容中,我们通过IHC检测一组HCC组织样本中SOX2的表达水平,并分析其与临床指标的相关性。结果显示SOX2的表达水平与是否发生转移以及生存期有关。我们发现SOX2过表达会激活HCC细胞的EMT,并提高其侵袭、软琼脂克隆和肿瘤球形成的能力。另外,SOX2可以激活SLUG启动子的转录活性,上调SLUG的表达水平,从而启动EMT,调控HCC细胞侵袭转移能力。这些结果展示了SOX2调控HCC细胞转移的分子机制,提示了SOX2作为HCC预后标志物及药物靶点的潜在价值。结论1.NANOG和SOX2的表达在转移性HCC细胞系及组织样本中上调,并且与HCC病人生存期相关,提示了其作为HCC预后标志物的潜在价值。2.NANOG和SOX2增强HCC细胞的干细胞特征,并通过启动HCC细胞的EMT上调其侵袭转移能力。3.NANOG和SOX2分别激活NODAL和SLUG启动子的转录活性在其对HCC细胞EMT及侵袭转移的调控中其重要作用。潜在应用价值本课题提示了NANOG和SOX2作为HCC预后标志物及药物靶点的潜在价值。创新点本课题为干性相关转录因子调控HCC转移的分子机制研究提供了新的观点。一个NANOG与EMT信号通路之间的正反馈网络可能在HCC细胞的侵袭转移中起着重要作用。NANOG和SOX2上调HCC细胞侵袭转移能力可能是通过直接激活EMT重要调控因子NODAL和SLUG启动子转录活性来实现的。
【作者】孙淳；
【导师】刘银坤；
【作者基本信息】复旦大学，生物化学与分子生物学，2013，博士
【关键词】肝细胞癌；转移；NANOG；SOX2；NODAL；

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