肝癌是影响人类健康的常见病和多发病。肝癌的复发转移是影响肝癌病人生存率的重要因素,由于肝内的卫星灶或多中心起源的病灶导致的复发,肝细胞肝癌的术后的5年复发率高达61.5%。要深入的研究肿瘤,在研究肿瘤细胞本身的同时,肿瘤细胞所处的“肿瘤微环境”也不容忽视。肿瘤微环境在肿瘤的发生发展过程中扮演着重要的角色。肿瘤微环境中癌细胞与间质细胞在不同过程中共演进。间质细胞可以影响癌细胞从发生到转移的全过程,对肿瘤起增强或抑制作用;肿瘤可导致间质理化性质、成分、细胞因子等发生改变,形成一个促进肿瘤生长的肿瘤微环境。肿瘤细胞也主要是通过糖酵解来供应所需的能量,这个效应即为“Warburg效应。葡萄糖的摄取增加与大量的癌基因激活(如RAS、MYC)以及抑癌基因突变有关,这些改变与肿瘤细胞的增殖、避免细胞增殖抑制剂的抑制剂凋亡减少有关。因此,研究肿瘤微环境和肿瘤代谢促进肝癌侵袭转移的分子机制有重要意义。由正常组织来源的肌成纤维细胞的招募可以促进肿瘤的演进,包括促进肿瘤增殖、血管形成、侵袭转移等。癌相关成纤维细胞与肿瘤细胞的“交叉对话”在多种肿瘤中研究较为深入。癌相关成纤维细胞可分泌多种细胞因子来促进肿瘤侵袭转移。同时,肿瘤细胞分泌TGF-β、PDGF等细胞因子促进静止期的肝星状细胞向癌相关成纤维细胞分化。最近的研究表明肿瘤细胞分泌过氧化氢促使CAFs发生自噬、线粒体吞噬及无氧糖酵解。这种“寄生”的能量代谢关系使得间质作为肿瘤细胞的“能量工厂”,癌相关成纤维细胞分泌大量的重新利用高能量代谢产物(如乳酸、谷氨酰胺)来促进肿瘤细胞的有氧氧化磷酸化。我们研究发现活化的肝星状细胞LX-2和肝癌细胞共培养后,LX-2发生内部能量代谢重排来促进肝癌恶性行为,肝癌细胞分泌TIM-1等免疫分子来趋化免疫细胞来促进肝癌侵袭转移,TIM-1可能在肝星状细胞和肝癌细胞“免疫交叉对话”中发挥重要作用。TIM-1分子表达于Th2细胞,在哮喘和缺血再灌注损伤有重要作用。在肿瘤的研究中,TIM-1在结直肠癌中高表达,与预后呈负相关,过表达TIM-1降低肿瘤细胞粘附能力。TIM-1通过IL-6/STAT3通路来促进透明肾细胞癌恶性行为并与透明肾细胞癌患者呈负相关。我们的研究发现TIM-1在高转移潜能细胞系高表达并在体内体外促进肝癌侵袭转移并与肝癌患者预后呈负相关。可能与TIM-1招募适应性免疫相关的免疫细胞有关。PKM2是肿瘤Warburg效应中的关键分子,已有报道PKM2在人类多种肿瘤中表达增高。高表达PKM2的肿瘤细胞相比于高表达PKM1的肿瘤细胞体外、体内增殖活性增高。PKM2是决定代谢通路的关键酶。同时,PKM2可与HIF-1P结合并在转录水平激活SLC2A1、LDHA、PDK1。我们的研究表明PKM2不仅在肿瘤细胞水平促进肿瘤恶性行为,同时PKM2可通过下游趋化因子招募MDSC及巨噬细胞来促进肝癌侵袭转移及PKM2也与肝癌患者预后呈负相关。髓系衍生抑制性细胞(MDSCs)是一群具有异质性的未成熟的骨髓源性细胞,在病理状态下增殖并具有抑制免疫应答的能力。MDSCs在前炎症因子的作用下积聚,通过多重机制抑制抗肿瘤免疫,促进肿瘤血管新生和转移。我们的研究发现HCC患者与正常人和FNH患者相比,外周血及原位MDSCs匕例高。免疫微环境、代谢以及肿瘤侵袭转移三者之间的复杂关系在肿瘤的研究日益受到重视。肿瘤微环境通过代谢调节促使肿瘤相关的DC细胞失活。在肿瘤相关的T细胞中敲减Ppp2rd可以抑制T细胞的凋亡、促进T细胞增殖以及细胞因子分泌。我们的研究发现微环境中肿瘤细胞分泌的TIM-1免疫分子可以促进肿瘤细胞增殖侵袭转移的同时,也可能可以通过分泌趋化因子招募适应性免疫细胞来促进肿瘤发生免疫逃逸。肿瘤代谢的关键分子PKM2在促进肿瘤细胞恶性行为的同时,也可以重塑免疫微环境,现有的研究发现PKM2可以促进肿瘤微环境中MDSC细胞和TAM细胞的浸润。本研究一定程度上为日后的肿瘤综合治疗提供了理论基础。结论从全文研究中可以得出以下结论：1.癌相关成纤维细胞与肝癌细胞共培养后的细胞上清促进肝癌细胞迁移能力和管形成能力。2.癌相关成纤维细胞与肝癌细胞共培养后LX-2细胞发生自噬及能量重排来促进肝癌恶性行为,肝癌细胞侵袭转移能力增强。TIM-1分子可能在肝星状细胞和肝癌细胞“交叉对话”中发挥重要作用。3.TIM-1表达程度与肝癌细胞系的侵袭转移潜能明显相关,TIM-1体外体内实验中能够促肿瘤细胞增殖和侵袭转移。4.TIM-1可能通过促CCL2、CCL5、CCL21分泌趋化适应性免疫细胞来促进肿瘤瘤体生长和发生肺转移。5.TIM-1高表达与肝细胞肝癌的侵袭、转移及不良预后相关。6.PKM2表达程度与肝癌细胞系的侵袭转移潜能明显相关,PKM2能够促肿瘤细胞增殖、侵袭转移、自噬发生、血管形成。7.PKM2可能通过促使CCL8、CCL2、CXCL1、MIF mRNA表达增高、趋化MDSC和巨噬细胞来促进肿瘤瘤体生长和发生肺转移。8.PKM2可预测肝癌患者的早期复发与不良预后。9.HCC患者与正常人和FNH患者相比,外周血及原位MDSCs比例高。晚期HCC的患者腹水中也成功分离鉴定出MDSCs。研究展望1.本研究初步阐明了肿瘤炎性微环境及代谢在肿瘤侵袭转移中的作用,深入的机制尚需进一步的深入研究。2.明确癌相关成纤维细胞通过自噬来促进肝癌细胞的恶性行为。3.通过体外免疫学实验研究TIM-1对于肝癌微环境中适应性免疫细胞的功能影响。以及TIM-1与CCL2、CCL5和CCL21的关系。4.TIM-1对于肝癌细胞本身自噬水平的影响。5.PKM2对于肝癌免疫微环境适应性免疫细胞的影响6.PKM2与下游趋化因子CCL8、CCL2、CXCL1、MIF的直接关系验证。7. MDSC内部基因的改变与修饰与其功能研究,以利于深入的研究MDSC在肝癌中的功能。