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Fumarate/FH紊乱调控肿瘤干性重编程促肝癌复发转移的作用及机制研究
结题报告
批准号:
81902963
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
20.5 万元
负责人:
田孟鑫
依托单位:
学科分类:
H1809.肿瘤复发与转移
结题年份:
2022
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
--
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中文摘要
代谢异常是近年来肿瘤研究热点,研究已证实代谢物异常累积促进肿瘤的复发转移。癌代谢物延胡索酸(fumarate)加速肿瘤恶性进展,但对肝癌复发转移的作用及机制尚未明确。我们前期研究发现延胡索酸异常累积加剧肝癌的复发和转移,并增强肿瘤干性表型,且肝癌患者延胡索酸酶(fumarate hydratase,FH)与肿瘤干性标志物呈负相关。据此我们假设肝癌FH下降导致延胡索酸异常蓄积可能通过调控肿瘤干性的重编程,进而促进肝癌复发转移。为验证该假设,我们将干预FH观察其对复发转移的影响;利用RNA-seq、质谱和蛋白芯片等技术揭示延胡索酸调控肝肿瘤干性表型的关键分子;通过表观遗传学研究阐明延胡索酸调控甲基化修饰进而维持干性表型的机制。本项目从肿瘤代谢入手,在细胞、动物及组织学水平研究延胡索酸对肿瘤干性表型的调控作用,并阐明其对肿瘤干性重编程的调控机制,为防治肝癌转移复发的代谢干预提供新思路及干预靶点。
英文摘要
Metabolic abnormalities during tumorigenesis and development are hotspots in recent years. Metabolite accumulation has been linked to the relapse and metastasis in various cancers. The oncometabolite fumarate was reported to promote tumor progression, but its underlying molecular mechanism in HCC remains unclear. Our previous study found that abnormal accumulation of fumarate aggravated the recurrence and metastasis and increased stemness features of HCC, and that the expression level of fumarate hydratase (FH) was inversely correlated with that of biomarkers of cancer stem cells. Thus, we hypothesize that the accumulated fumarate derived from the downregulation of FH facilitates poor prognosis via reprogramming of cancer stemness. To confirm this assumption, we will silence FH expression to investigate its impact on tumor recurrence and metastasis, reveal the key molecule regulating cancer stemness by using RNA-seq, LC-MS, and Phospho Explorer Assays, and clarify the intrinsic mechanism that fumarate regulates methylation to reprogram the cancer stemness features. In the present project, we will perform in vivo and in vitro experiments to study the effects of oncometabolite fumarate on stemness features of HCC, illustrate the underlying mechanism of fumarate on the reprogramming of cancer stemness via epigenetics. Our finds will provide a novel insight into the prevention and treatment of HCC.
肝细胞癌是常见的恶性实体肿瘤,肝癌的转移、复发是提高远期疗效的主要障碍,阐明肝癌转移、复发机制,探索行之有效的干预措施是提高总体疗效的关键。本项目以肿瘤代谢为切入点,研究关键酶和癌代谢物的异常水平对肿瘤复发转移的影响,着重研究肿瘤代谢与肿瘤干性重编程、免疫微环境的联系。我们以FH调控肿瘤干性重编程促进肝癌复发转移作为研究主线。首先从现象入手,分析原发灶和肺转移灶内三羧酸循环代谢酶表达差异,发现转移灶内FH表达显著下调,FH低表达与肝癌不良预后密切相关且FH表达与肿瘤干性标志物呈负相关;进一步,我们构建FH KD和FH OE慢病毒稳转细胞株,下调FH表达可导致胞内延胡索酸浓度上升,外源性添加延胡索酸或敲低FH表达均能使肝癌细胞成球数量和干性转录因子表达上升(如KLF4、OCT4、SOX2及C-MYC等),说明FH下调对干性表型的调控作用依赖于胞内延胡索酸的蓄积。同时,动物实验发现敲低FH表达可促进肝脏原位瘤生长及肺转移灶的发生。为此,我们开始着手研究延胡索酸调控肿瘤干性表型的下游机制。研究表明,癌代谢物延胡索酸蓄积可通过HIF-1α、DNA甲基化和组蛋白甲基化三个途径发挥促肿瘤作用。我们采用2-MEOE2(HIF1α抑制剂)、Decitabine(DNA甲基转移酶抑制剂)、GSK343(组蛋白甲基化抑制,作用于EZH2蛋白)观察延胡索酸对肿瘤干性的影响,结果表明在FH KD细胞株中添加2-MEOE2和GSK343细胞成球数目和干性转录因子表达水平显著下降,提示FH表达下调主要通过HIF1-α、EZH2通路调控肿瘤干性表型。. 另外,我们展开对代谢酶类的研究,发现部分代谢酶异常表达(如cystathionine β-synthase)不仅促进肿瘤恶性潜能,还可引起免疫微环境的变化,导致局部免疫状态的改变,而肿瘤免疫微环境的改变参数能精准的预测患者复发和生存。本研究结果不但丰富肝癌转移的理论,而且为探索肿瘤细胞新颖的干预机制及分子靶点奠定基础。
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Cystathionine β-synthase mediated PRRX2/IL-6/STAT3 inactivation suppresses Tregs infiltration and induces apoptosis to inhibit HCC carcinogenesis.
Cystathionine β-合酶介导的 PRRX2/IL-6/STAT3 失活抑制 Tregs 浸润并诱导细胞凋亡,从而抑制 HCC 癌变。
DOI:10.1136/jitc-2021-003031
发表时间:2021-08
期刊:Journal for immunotherapy of cancer
影响因子:10.9
作者:Zhou YF;Song SS;Tian MX;Tang Z;Wang H;Fang Y;Qu WF;Jiang XF;Tao CY;Huang R;Zhou PY;Zhu SG;Zhou J;Fan J;Liu WR;Shi YH
通讯作者:Shi YH
Nine-factor-based immunohistochemistry classifier predicts recurrence for early-stage hepatocellular carcinoma after curative resection
基于九因素的免疫组织化学分类器预测早期肝细胞癌治愈性切除后的复发
DOI:10.1038/s41416-020-0864-0
发表时间:2020-05-07
期刊:BRITISH JOURNAL OF CANCER
影响因子:8.8
作者:Liu Wei-Ren;Tian Meng-Xin;Shi Ying-Hong
通讯作者:Shi Ying-Hong
DOI:10.3389/fonc.2022.968202
发表时间:2022
期刊:Frontiers in oncology
影响因子:4.7
作者:
通讯作者:
Prediction of overall survival in resectable intrahepatic cholangiocarcinoma: ISICC-applied prediction model
可切除肝内胆管癌总生存率的预测:IS(ICC) 应用预测模型。
DOI:10.1111/cas.14315
发表时间:2020-02-12
期刊:CANCER SCIENCE
影响因子:5.7
作者:Tian, Mengxin;Liu, Weiren;Shi, Yinghong
通讯作者:Shi, Yinghong
DOI:10.1186/s12885-020-07138-z
发表时间:2020-07-10
期刊:BMC CANCER
影响因子:3.8
作者:Liu, Wei-Ren;Tian, Meng-Xin;Shi, Ying-Hong
通讯作者:Shi, Ying-Hong
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