非酒精性脂肪肝在胰腺癌肝转移中的作用及机制研究

目的:胰腺导管腺癌肝转移(pancreatic ductal adenocarcinoma liver metastasis,PDAC liver metastasis)病因复杂,机制不清。本研究通过构建非酒精性脂肪肝(Non alcoholic fatty liver disease,NAFLD)驱动的胰腺癌肝转移小鼠模型,探讨非酒精性脂肪肝与胰腺导管腺癌肝转移的关系。分析非酒精性脂肪肝对胰腺癌肝转移患者化疗疗效的影响。方法:选取8周大小的野生型小鼠随机分为两组,实验组以高脂肪胆碱缺乏L-氨基酸饲料(CDAA-HFD)喂养4周,将正常饲料喂养的小Hepatic lineage鼠作为对照组。在非酒精性脂肪肝(NAFLD)和正常肝脏基础上,将胰腺癌细胞系(KPC)注射入小鼠脾脏构建胰腺癌肝转移模型。两周后处死小鼠,取肝脏转移灶记录并量化肝转移大小及严重程度。取肝转移灶进行H&E染色,观察肝转移灶大小及纤维化的程度。免疫组织化学染色检测转移灶CD3,α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)的表达,分析非酒精性脂肪肝对胰腺癌肝转移肿瘤微环境纤维化及免疫浸润的影响。收集2015年3月-2021年3月在青岛大学附属医院使用吉西他滨化疗的胰腺癌肝转移患者72例,评估非酒精性脂肪肝对胰腺癌肝转移化疗疗效的影响。收集实验组及对照组小鼠肝转移灶,分别进行蛋白质组及转录组测序。将小鼠的转录组及蛋Bafilomycin A1配制白质组测序数据分别与Bailey,Collisson,Moffitt等人的胰腺导管腺癌转录组学分子亚型及Henry的胰腺导管腺癌肝转移灶蛋白质组学分子亚型进行比对,分析非酒精性脂肪肝对胰腺癌肝转移分子分型,预后分层,化疗敏感性的影响。为了进一步研究可能的分子机制及干预策略,我们从公共数据库(The Gene Expression Omnibus,GEO)分别下载了胰腺导管腺癌和非酒精性脂肪肝单细胞测序数据。将胰腺癌与非酒精性脂肪肝单细胞测序数据合并后进行细胞通讯分析,探索胰腺癌细胞与非酒精性脂肪细胞之间的相互作用。构建非酒精性脂肪肝驱动的胰腺导管腺癌肝转移小鼠模型,注射肿瘤细胞前一周,每天分别以DMSO,MIF抑制剂ISO-1和吉西他滨干预,共两周。术后第15天处死小鼠,解剖肝脏,记录肝转移严重程度。对小鼠肝转移灶进行H&E染色。结果:动物实验结果显示,合并非酒精性脂肪肝的小鼠肝转移更加严重,肝重占体重百分比明显升高(p<0.05),预后更差(p<0.05)。H&E染色结果表明合并非酒精性脂肪肝的小鼠肝转移灶更大且有明显的纤维化。免疫组化结果显示,肿瘤微环境纤维化相关指标α-SMA,天狼猩红在非酒精性脂肪肝组小鼠中染色明显增强(p<0.05),然而肿瘤微环境免疫细胞浸润相关指标CD3染色减弱(p<0.05)。生物信息分析结果表明,由非酒精性脂肪肝驱动的胰腺癌肝转移分子亚型与Moffitt等人确定的亚型之间存在明显的相关性(p(肿瘤)=0.083,p(基质)=0.014),Collisson等人(P=0.050),Bailey等人(p=0.050)和Henry等人(p=0.014)。临床数据说明,与未合并脂肪肝的肝转移患者相比,合并非酒精性脂肪肝的胰腺癌肝转移患者对吉西他滨耐药性明显增强,两个化疗周期内达到疾病进展(progressive disease,PD)的比例达到75%,而在未合并脂肪肝患者中这一比例仅为9.6%(p<0.001)。通过对公共数据库的单细胞测序数据进行细胞通讯分析,我们发现在巨噬细胞游走抑制因子(MIF)-胰腺导管腺癌细胞表面受体复合物CD74/CD44这一配体受体组合的相互作用明显增强。结论:1.非酒精性脂肪肝组小鼠肝转移更加严重,预后更差。2.非酒精性脂肪肝组小鼠胰腺癌肝转移灶纤维化明显加重,免疫细胞浸润减少。3PLX3397.合并非酒精性脂肪肝的胰腺癌肝转移患者对吉西他滨耐药性增强,化疗疗效更差。4.非酒精性脂肪肝小鼠在分子亚型上更接近鳞状型和炎症型等,这些亚型往往与纤维化,预后差及化疗耐药相关。