HIF-2α调节自噬促进宫颈癌顺铂耐药的机制研究

Cervical cancer is one of the main causes of death among women in developing country. The increase of cisplatin resistance seriously affects the curative effect of cervical cancer patients. High expression of hypoxia-inducible factor 2α (HIF-2α) and activation of autophagy in the tumor hypoxic microenvironment can significantly reduce the chemotherapy sensitivity of tumor cells. So far it’s unclear whether HIF-2α and autophagy are involved in cisplatin resistance of cervical cancer cells in the hypoxic microenvironment and the interaction between HIF-2α and autophagy in cisplatin resistance. In our previous study we found that HIF-2α was not only strongly expressed in cervical cancer, but also in the cervical cancer CaSki cell line cultured under hypoxia. Knockdown of HIF-2α decreased CaSki cell proliferation, induced cell cycle arrest, increased cell apoptosis, significantly reduced cell autophagy and increased cisplatin chemosensibility obviously under hypoxia. As hypoxia-induced authophagy can inhibit cisplatin-induced apoptosis, which resulted in chemotherapy resistance, we hypothesize that HIF-2α inhibits apoptosis by promoting autophagy, leading to cisplatin resistance in cervical cancer under hypoxic conditions. In this study, we clarify the mechanisms of HIF-2α-induced cisplatin resistance through the regulation of autophagy in cervical cancer by interference and over-expression of HIF-2α combined with autophagy inhibitor in vitro and in vivo. This study builds new theoretical foundation in authophagy pathway for regarding HIF-2α as a target for cancer therapy.

宫颈癌是发展中国家女性主要死因之一，顺铂化疗耐药的增高严重影响了患者疗效。肿瘤缺氧微环境下高表达的HIF-2α和激活的自噬，均能显著降低肿瘤细胞对化疗药物的敏感性，HIF-2α和自噬是否参与缺氧微环境下宫颈癌细胞的顺铂耐药？两者之间是否有相互作用？目前尚不清楚。项目组前期研究发现，HIF-2α在患者宫颈癌组织和低氧条件下培养的宫颈癌CaSki细胞中高表达；RNAi干扰HIF-2α致低氧条件下CaSki细胞生长减慢，周期阻滞，凋亡增加，自噬水平明显降低，顺铂敏感性显著增加。结合“低氧诱导的自噬能抵抗顺铂所致的细胞凋亡，促进化疗耐药”，我们提出“低氧环境下，HIF-2α促进自噬，进而抑制凋亡，促进宫颈癌顺铂耐药”科学假说。通过干扰和过表达HIF-2α，结合自噬抑制剂使用，从在体和离体水平探讨HIF-2α调节自噬促进宫颈癌顺铂耐药机制，为HIF-2α作为抗肿瘤治疗靶点提供全新自噬通路上的理论依据

宫颈癌是发展中国家女性主要死因之一，顺铂化疗耐药的增高严重影响了患者疗效。肿瘤缺氧微环境下高表达的HIF-2α和激活的自噬，均能显著降低肿瘤细胞对化疗药物的敏感性，HIF-2α和自噬是否参与缺氧微环境下宫颈癌细胞的顺铂耐药？两者之间是否有相互作用？尚不清楚。项目组前期研究发现，HIF-2α在患者宫颈癌组织和低氧条件下培养的宫颈癌CaSki细胞中高表达；HIF-2α干扰后，低氧条件下细胞生长减慢，周期阻滞，凋亡增加，自噬抑制，顺铂敏感性显著增加，故推测“低氧环境下，HIF-2α促进自噬，进而抑制凋亡，促进宫颈癌顺铂耐药”。本项目以宫颈癌为研究对象，采用生物化学和分子生物学、药理学、免疫学和形态学等多种研究方法，通过分别干扰和过表达HIF-2α，结合自噬抑制剂的使用，分别从细胞水平和动物整体水平，研究HIF-2α对宫颈癌细胞自噬和顺铂敏感性的影响，阐明HIF-2α调节自噬促进宫颈癌顺铂耐药的机制。研究发现：1、低氧条件下，HIF-2α促进了宫颈癌顺铂耐药。HIF-2α干扰后，Caski和Hela细胞IC50降低，而HIF-2α过表达后，IC50明显升高，MDR1表达增加；2、低氧条件下，HIF-2α可通过促进自噬，抑制凋亡，从而促进宫颈癌细胞耐药。HIF-2α干扰后，CaSki和Hela细胞自噬明显抑制，凋亡增加；HIF-2α过表达后，以上现象逆转；低氧条件下，使用自噬抑制剂3-MA抑制自噬后，细胞的顺铂IC50明显下降，MDR1表达减少，显示与HIF-2α干扰后类似的结果。3、动物试验表明，HIF2α过表达抑制了裸鼠皮下移植瘤细胞凋亡，促进了自噬，降低了顺铂敏感性。HIF2α过表达后，裸鼠皮下移植瘤体积明显增大，瘤重明显增加，细胞凋亡减少；自噬明显激活；顺铂敏感性降低；使用自噬抑制剂3-MA抑制自噬后，以上现象被缓解。4、在以上基础上，进一步研究了HIF-2α促进宫颈癌顺铂耐药的上游调节机制。结果表明，低氧条件下，靶向HIF-2α的miRNA中，miR-519d-3p表达最低；相对于CaSki和Hela细胞，在CaSki/DDP和HeLa/DDP细胞中miR-519d-3p表达降低；miR‑519d‑3p过度表达可降低HeLa/DDP和CaSki/DDP细胞对DDP的耐药性，抑制HIF-2α蛋白表达水平和PI3K/AKT信号通路；HIF-2α过表达减弱了miR-519