Oct4B1在结直肠癌干细胞及上皮间质转化中的作用及机制研究

Recurrence and metastasis are the main reasons for colorectal cancer treatment failure. Cancer stem cells (CSCs) and epithelial-mesenchymal transition (EMT) are closely related to recurrence and metastasis of cancers. Recent evidence suggests that cancer cells that undergo EMT acquire cancer stem cell-like properties, but the mechanism is unknown. In preliminary studies, we cultivated colorectal cancer stem cells(SW480CSC)with EMT features by serum-free culture, and we detected highly expression of Oct4B1, P-STAT3, Twist in the cells. In this project, we will silence Oct4B1 gene in the SW480CSC cells by RNA interference method，and will make Oct4B1 gene overexpression in the SW480 cells, then we will detect the changes in the biological behavior of cancer cells , markers of CSCs, proteins of STAT3/Twist signal pathways, markers of EMT.We in order to clarify the roles of Oct4B1 in colorectal cancer CSCs and EMT, and its potential mechanism may involve STAT3/Twist signal pathway. We will also detect the expression of Oct4B1,P-STAT3 and Twist in colorectal cancer tissues, and will analyze the relationship between them and clinical and pathological data of the patients. Our project will be possible to answer the roles of Oct4B1 and its possible mechanism in CSCs and EMT of colorectal cancer, and may provide a new target and the starting point for prevention and treatment of colorectal cancer.

复发和转移是结肠癌治疗失败的主要原因，肿瘤干细胞（CSCs）和上皮间质转化（EMT）与肿瘤复发转移有关，研究认为癌细胞在EMT过程中产生CSCs，但机制不清。前期工作中，我们用SW480细胞培养出具EMT特性的结肠癌干细胞(SW480CSC)，且检测到Oct4B1、P- STAT3、Twist在该细胞中高表达。本项目以SW480CSC及SW480为研究对象，分别对Oct4B1用RNA干扰及过表达干预，检测生物学行为、CSCs标记物、STAT3/Twist通路、EMT指标等变化，以期阐明Oct4B1在结肠癌CSCs及EMT中的作用，及其机制可能与STAT3/Twist通路有关；还将检测该通路指标在结直肠癌组织中的表达，分析它们间及与患者临床资料间的关系。本项目期望深入探讨Oct4B1在结肠癌CSCs及EMT中的作用及机制，为结肠癌治疗提供新思路及治疗靶点。

结直肠癌是发病率及肿瘤致死率均较高的恶性肿瘤，复发及转移是其治疗失败的主要原因。研究发现，在结直肠癌等恶性肿瘤中存在一小簇称为肿瘤干细胞（CSCs）的细胞，其具有自我更新及多向分化潜能，多处于细胞生长周期的G0期，长期保持休眠状态，因此常规化疗药物无法杀死数量极少且增殖不活跃的CSCs，CSCs能抗凋亡，并具有端粒酶活性及耐药性，可促进肿瘤发展、转移、放化疗不敏感及复发，最终导致肿瘤进展及治疗失败。因此，研究CSCs的调控机制，寻求针对性的治疗靶点，对改善结直肠癌患者的预后具有重要的研究意义。近来研究还发现肿瘤细胞可以通过上皮间质转化（EMT）过程产生CSCs，并具有耐药性。EMT也与肿瘤复发、转移密切相关。本项目对结直肠癌SW480、SW620细胞（亲本细胞）通过悬浮培养法建立了相应的CSCs（SW480CSC、SW620CSC），检测到CSCs中干细胞转录因子Oct4的主要亚型Oct4B1表达均明显高于其亲本细胞；我们对高表达Oct4B1的CSCs采用RNAi方法沉默该基因表达，对低表达Oct4B1的亲本细胞，采用基因过表达方法，研究CSCs相关指标及EMT相关指标的变化，并采用miRNA芯片及mRNA表达谱芯片，筛选并验证其可能的调控机制的指标。结果发现：（1） CSCs较其亲本细胞发生EMT；（2）沉默CSCs的Oct4B1基因后，细胞凋亡明显增加、CSC标记物下调、克隆形成能力明显减弱、NOD/SCID小鼠致瘤能力明显减弱，裸鼠移植瘤生长明显减慢，EMT标记物亦发生明显改变出现EMT的逆转（MET）；（3）过表达Oct4B1基因后亲本细胞CSCs标记物表达增高、迁移能力增强、侵袭力增强、发生EMT、对奥沙利铂耐药性提高、出现放疗抵抗、高表达耐药蛋白P-gp及ABCG2；（4）采用miRNA芯片及mRNA表达谱芯片方法，筛选并验证出Oct4B1可抑制miRNA-8063表达，促进HNRNPAB表达，而miRNA-8063与HNRNPAB存在互补结合位点，有研究报道后者能促进胰腺癌、肝癌EMT，据此，我们推测，Oct4B1可能调控miRNA-8063/HNRNPAB平衡进而调控结直肠癌EMT，有待进一步研究来证实。本研究结果证实了Oct4B1对结直肠癌CSCs及EMT的调控作用，为结直肠癌的治疗提供一条新的思路及治疗靶点。