HPV16 E7加剧皮肤鳞状细胞癌恶性增殖的机制

Smad4是TGFβ信号在细胞内转导的关键环节。人类乳头瘤病毒(HPV)16 E7是调控细胞分化和影响细胞周期的癌基因。基于Smad4和HPV16 E7通过作用于p21和p27调控细胞周期以及我们发现HPV16 E7表达阳性的皮肤鳞癌组织中存在Smad4表达减弱或缺失的既往研究结果，足以设想存在着HPV16 E7干扰Smad4影响TGFβ发挥对细胞周期的调控，促进鳞癌细胞失控性增殖的可能性。本课题拟以人鳞癌细胞为研究对象，应用慢病毒载体、荧光素酶报告载体、RT-PCR和流式细胞术等技术手段，观察外源性HPV16 E7对鳞癌细胞中的Smad4表达的影响以及两者相互作用下对p21和p27的调控效应。探讨并评价鳞癌细胞中HPV16 E7对TGFβ信号途径中关键环节的影响及两者之间的相互作用、制约甚至竞争性抑制的可能。该研究有助于深入理解HPV16促进鳞癌细胞异常增殖的机制。

TGFβ对于包括表皮角质形成细胞在内的上皮细胞具有抑制增殖、诱导分化及促进凋亡的效应，在维持上皮组织内环境稳定方面发挥重要作用。Smad4是TGFβ信号在细胞内转导的关键环节。人类乳头瘤病毒16（HPV 16）与多种鳞细胞癌的发生有密切关系。HPV16 E7是调控细胞分化和影响细胞周期的癌基因。基于存在着HPV16 E7干扰Smad4表达、影响TGFβ对细胞周期调控从而促进皮肤鳞状细胞癌失控性增殖的可能性，通过载体构建、实时定量PCR、免疫印迹、免疫荧光及激光共聚焦显微镜观察、流式细胞术等技术方法，探讨了HPV16 E7对人皮肤鳞癌细胞(A431细胞系)TGFβ信号途径中关键成分Smad4和其他几种Smad表达的影响及其对细胞周期的调节作用。在获取并克隆HPV16 E7基因序列后，构建HPV16 E7表达载体，将其导入表皮鳞癌A431细胞。外源性HPV16 E7过表达能明显减少A431细胞Smad4的表达，增加A431细胞Smad7表达，但对pSmad2/3、Smad1/2/3蛋白表达水平无明显影响。HPV16 E7过表达加速了A431细胞周期进程，增加A431细胞的迁移和侵袭性。HPV16 E7过表达还可减少与细胞周期调控相关的P21、P27表达。针对HPV16 E7过表达所引起A431细胞Smad4和Smad7表达变化，分别构建Smad4表达载体和Smad7干扰质粒并分别转染A431细胞。Smad4表达升高在一定程度上可使A431细胞中p21及p27表达上调，A431细胞增殖速度减缓，细胞周期减慢。Smad7沉默可减缓A431细胞增殖速度，减弱A431细胞的迁移和侵袭，使A431细胞的细胞周期减慢、凋亡增加。研究结果提示，HPV16 E7可以是皮肤鳞癌发生发展的一个独立因素。可能加剧皮肤鳞状细胞癌中业已存在的TGFβ信号转导通路紊乱。HPV16 E7可藉多节点作用机制干扰表皮鳞癌细胞TGFβ信号通路：HPV16 E7不但可下调鳞癌细胞Smad4的表达，还可诱导其Smad7表达，在一定程度上促进皮肤鳞状细胞癌增殖，增强其侵袭和转移。课题实施过程中培养了1名硕士研究生，在CSCD国内核心期刊发表论著1篇。