【摘要】：肝細胞具有獨特的極性結(jié)構,其中兩個相鄰細胞形成膽汁腔面(即頂端膜),其余區(qū)域為竇狀間隙面(即基底側(cè)膜)。肝細胞極性的建立和維持對于正常細胞的生理功能和肝組織穩(wěn)態(tài)至關重要,該事件需要細胞粘附分子、極性蛋白復合物、細胞外基質(zhì)和細胞內(nèi)運輸體系共同協(xié)調(diào)完成。越來越多的證據(jù)表明,上皮細胞極性的丟失會導致細胞粘附減弱和過度增殖,誘導上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition,EMT),最終促進腫瘤進展,如肝細胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)。然而,導致HCC進展的肝細胞極性結(jié)構改變及其分子機制仍未知。CD147是I型跨膜糖蛋白,在肝癌細胞高度表達,而CD147是否也表達在肝非實質(zhì)細胞以及與肝癌進展的相關性并未完全揭示。我們之前的報道表明,轉(zhuǎn)化生長因子-β1(transform growth factor-1,TGF-β1)-CD147信號誘導EMT,促進HCC的發(fā)生和轉(zhuǎn)移。在犬腎上皮細胞(Madin-Darby canine kidney,MDCK)中,研究者鑒定出了CD147的基底側(cè)膜分選信號,為C末端結(jié)構域中的亮氨酸-252。攜帶基底側(cè)膜定位信號的CD147有助于單羧酸轉(zhuǎn)運蛋白1(MCT 1)/CD147異源復合物在腎細胞基底側(cè)膜的極性靶向定位。但是,關于在肝細胞上,CD147是否具有極性分布,以及在肝癌進展中是否參與了肝細胞極性的丟失,目前還未知。針對上述科學問題,本研究旨在明確1)肝癌進展中CD147在肝臟組織中的細胞表達譜;2)CD147在肝細胞膜上的極性分布及其臨床意義;3)CD147表達對肝細胞極性的影響及其促癌的分子調(diào)控機制。本研究分為三部分。第一部分:肝癌進展中CD147的肝臟細胞表達譜研究。我們采用二乙基亞硝胺/苯巴比妥(N-diethylnitrosamine/phenobarbital,DEN/PB)兩階段誘導方式,體內(nèi)探索HCC時間依賴性的發(fā)展過程。DEN/PB誘導第五個月,腫瘤形成,并伴隨誘導而逐漸發(fā)展。給藥后第1-12個月收集肝臟樣本,明確CD147在肝細胞、內(nèi)皮細胞、肝星狀細胞和巨噬細胞中的定位。免疫組織化學分析顯示在DEN/PB誘導的第1-8個月期間,CD147在肝臟腫瘤中表達上調(diào)。CD147的表達分別與CK18(肝細胞標志物,r=0.7857,P=0.0279),CD31(內(nèi)皮細胞標志物,r=0.9048,P=0.0046),和CD68(巨噬細胞標志物,r=0.7619,P=0.0368)呈正相關。在DEN/PB誘導起始和腫瘤形成的早期階段,CD147與α-SMA之間也存在正相關(r=0.8857,P=0.0333)。免疫熒光和熒光原位雜交顯示CD147與CK18、CD31、α-SMA和CD68具有共定位。此外,在DEN/PB誘導的HCC發(fā)展中,CD147與微血管密度(r=0.7857,P=0.0279)、Ki-67(r=0.9341,P=0.0022)呈顯著性正相關。第二部分:CD147誘導肝細胞極性丟失的作用研究。在3D人肝癌細胞球(HepG2)和小鼠肝癌組織中,免疫熒光顯示:CD147與基底側(cè)膜標志物鈉離子/牛磺膽酸共轉(zhuǎn)運蛋白(Na~+/taurocholate cotransporting polypeptide,NTCP)、integrinβ1具有共定位,而與頂端膜標志物多藥耐藥相關蛋白2(multidrug resistance-associated protein 2,MRP2)、F-actin沒有共定位,即CD147位于肝細胞的基底側(cè)膜。在192例人肝癌組織中,通過CD147免疫組織化學染色,將其分為極性分布和非極性分布,統(tǒng)計學分析顯示:CD147極性分布與HCC分化程度呈正相關(r=0.2060,P=0.004);生存分析顯示,具有CD147極性分布的HCC患者的總體生存率明顯高于CD147非極性患者(P=0.021)�？梢�,CD147在肝細胞上的極性分布具有臨床意義。為了闡明CD147表達對肝細胞極性的影響,我們建立了CD147過表達和CD147干涉的HCC細胞系。利用這些細胞系,證實CD147促進TGF-β1介導的肝細胞極性丟失,以及E-cadherin、Par3表達的下調(diào)。更重要的,CD147過表達可以直接誘導肝細胞極性丟失。第三部分:CD147過表達誘導肝細胞極性丟失的分子機制研究。在HCC細胞中,CD147過表達誘導E-cadherin的內(nèi)吞和下調(diào),同時Par3表達下調(diào),進而促進肝細胞去極化。相反,干涉和敲除CD147后,E-cadherin和Par3表達上調(diào)。探究其機制我們發(fā)現(xiàn):CD147過表達促進Src活化,隨后招募泛素連接酶Hakai,使E-cadherin泛素化和溶酶體降解,導致Par3表達的減少和β-catenin的入核。該信號通路是通過CD147與integrinβ1的競爭性結(jié)合來啟動,其阻斷fibronectin的Arg-Gly-Asp序列與integrinβ1之間的相互作用。加入靶向integrinα5和β1特異性抗體,會逆轉(zhuǎn)由CD147過表達引起的E-cadherin和Par3表達的降低。人HCC組織的mRNA結(jié)果顯示:CD147的表達和Par3(r=-0.3230,P=0.0221)、E-cadherin(r=-0.2824,P=0.0469)呈負相關;CD147的表達與integrinα5(r=0.2957,P=0.0371)、integrinβ1(r=0.3043,P=0.0317)呈正相關。上述所有結(jié)果都表明了由癌相關基因CD147調(diào)控的頂端-基底(apical-basal)細胞極性機制在HCC進展中的重要作用,即1)CD147在肝實質(zhì)和間質(zhì)細胞中表達上調(diào),并參與DEN/PB誘導的HCC發(fā)展中的血管生成和腫瘤細胞增殖。2)CD147位于人肝細胞的基底側(cè)膜,這與HCC進展密切相關。3)CD147通過“CD147-integrinα5β1-E-cadherin泛素化-Par3降低和β-catenin入核”的信號通路調(diào)控肝細胞極性。本研究補充了HCC發(fā)展的機制,并提供了基于靶向CD147治療HCC的新理論。
【圖文】：

空軍軍醫(yī)大學博士學位論文突變，以及 mTOR（mammalian target of rapamycin）信號被破壞[6,7]；胰島素樣生長因子受體 1（insulin-like growth factor receptor 1，IGFR 1）信號被激活；肝細胞生長因子（hepatocyte growth factor，HGF）和 c-MET 信號通路的失調(diào)也很常見的[5]。另外，HCC 中，還發(fā)現(xiàn) β-catenin 的激活、Wnt 受體的過表達或 E-cadherin 的失活，促使 Wnt 信號通路被激活。

細胞形態(tài)形成，胚胎發(fā)生中的細胞遷移，神經(jīng)沖動沿軸突的正確傳遞，免疫細胞的趨化性以及分子穿過上皮片層的定向運輸[55]。我們研究所關注的是上皮細胞中的頂端/基底極性（apico-basal，AB）排列，但也存在其他類型的極性，即平面細胞極性（planar cell polarity，PCP），，其在上皮細胞中垂直于 AB 軸，前后極性（front-rear，F(xiàn)R 或 anterior-posterior，AP），其存在于遷移細胞、神經(jīng)元和進行不對稱分裂的細胞中，常在間質(zhì)細胞中發(fā)揮作用。1. 上皮細胞極性結(jié)構上皮細胞是構成哺乳動物體內(nèi)大多數(shù)器官的基礎，約占人類所有癌癥中來源的90％。正常上皮細胞的極化是通過細胞組分沿著內(nèi)部頂端-基側(cè)軸的不對稱分布而形成的，分為頂端區(qū)域，其面向內(nèi)腔，以及基底側(cè)膜區(qū)域，其側(cè)膜與相鄰細胞連接，底部附著于基底膜，兩個區(qū)域由緊密連接（tight junction，TJ）分隔而成（圖 2）。
【學位授予單位】：中國人民解放軍空軍軍醫(yī)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：R735.7

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 張先杰,孫家邦,宋茂民,袁輝生,段鐘平;缺氧對培養(yǎng)肝細胞極性的影響[J];首都醫(yī)科大學學報;2005年04期

2 張先杰;孫家邦;宋茂民;袁輝生;陳煜;段鐘平;;胎牛血清在體外培養(yǎng)肝細胞極性形成的作用[J];中華肝膽外科雜志;2005年09期

3 張先杰,孫家邦,宋茂民,袁輝生,段鐘平,盧實春;酒精對體外肝細胞極性的影響[J];中國普外基礎與臨床雜志;2005年05期

4 張先杰,孫家邦,孫海晨,李非;體外肝細胞極性的重建[J];中華普通外科雜志;2002年05期

5 張先杰,李鐸;體外肝細胞極性與意義[J];中國現(xiàn)代普通外科進展;2000年01期

6 陳天宇;張先杰;孫家邦;孫海晨;李非;;體外肝細胞極性重建與cofilin的脫磷酸化[J];中國全科醫(yī)學;2007年11期

7 聶萌;王林;;肝細胞極性與膜蛋白分選的分子機制[J];中國科學:生命科學;2014年01期

8 朱應乾;高毅;汪燕;;不同凍存液改善人胎肝細胞凍存質(zhì)量比較[J];中國臨床康復;2005年42期

9 關默;戚中田;;細胞極性與丙型肝炎病毒受體介導的細胞入侵[J];第二軍醫(yī)大學學報;2010年08期

10 沈斐斐;陸倫根;;肝臟堿性磷酸酶:膽汁淤積和膽道損傷的標志物[J];臨床肝膽病雜志;2016年05期

相關會議論文 前5條

1 聶萌;王林;;肝細胞極性與肝臟脂代謝調(diào)節(jié)的關系[A];中國生理學會第十屆全國青年生理學工作者學術會議論文摘要[C];2013年

2 張陸勇;;基于肝細胞極性擾動的藥源性膽汁淤積型肝損傷早期毒性機制研究[A];第八屆海峽兩岸毒理學研討會論文集[C];2015年

3 張先杰;宋茂民;;胎牛血清在體外培養(yǎng)肝細胞極性形成的作用[A];第一屆全國人工肝及血液凈化學術年會暨全國人工肝及血液凈化攻關協(xié)作組成立大會論文集[C];2004年

4 張先杰;宋茂民;袁輝生;孫家邦;段鐘平;盧實春;;酒精對體外肝細胞極性的影響[A];第二屆全國人工肝及血液凈化學術年會論文集[C];2005年

5 張先杰;宋茂民;;缺血再灌注損傷機制再探[A];第一屆全國人工肝及血液凈化學術年會暨全國人工肝及血液凈化攻關協(xié)作組成立大會論文集[C];2004年

相關博士學位論文 前1條

1 陸蒙;CD147誘導肝細胞極性丟失促進肝癌進展的分子機制研究[D];中國人民解放軍空軍軍醫(yī)大學;2018年

相關碩士學位論文 前1條

1 聶萌;內(nèi)質(zhì)網(wǎng)穩(wěn)態(tài)對腫瘤發(fā)生的作用及肝細胞極性與脂代謝之間關系的探討[D];北京協(xié)和醫(yī)學院;2014年

本文編號：2636728