C-myc-SOD2/Bmi1调控舌鳞癌干细胞侵袭转移的研究

In our previous studies we had found that the deregulation of manganese superoxide dismutase (SOD2) and stem cell marker Bmi1(B-cell-specific Moloney murine leukemia virus insertion site 1) were related to the development、metastasis and prognosis of tongue squamous cell carcinoma (TSCC). There existed correlationship between the expression of SOD2 and Bmi1. SOD2 mediated the migration and invasion of TSCC via H2O2-dependent Snail signaling (Free Radic Biol Med 2012,53:44. BMC Cancer 2010, 10:365 Cancer Genomics Proteomics 2008,5:85. Cancer Genomics Proteomics 2009,6:131.)。In order to further evaluate the role of cancer stem cells and C-myc-SOD2/Bmi1 pathway in the metastasis of TSCC, at first we investigate whether the migration and invasion of TSCC mediated by Bmi1 and SOD2 is related to cancer stem-like cell (CSC); then we investigate the role of SOD2 and Bmi1 in the invasion and migration of stem cells in TSCC; finally we investigate whether C-myc regulates SOD2 and Bmi1 and mediates the metastasis of TSCC. In our study we will clarify that tongue cancer stem cells play an important role in the migration and invasion of TSCC. C-myc directly regulates Bmi1 and SOD2, and then mediates the migration and invasion of CSC in TSCC. Thus, our study will provide reliable biomarker for the diagnosis, prognosis prediction and target treatment in oral squamous cell carcinoma. In furture, this is very important to improve the survival of patients with tongue cancer.

本课题组前期研究发现锰超氧化物歧化酶(SOD2)和干细胞标志物(Bmi1)的异常表达均与舌鳞癌的发生发展、转移及预后密切相关，SOD2与Bmi1的表达存在正相关关系，SOD2可通过H2O2-Snail信号通路调控舌鳞癌的侵袭转移。为了进一步研究SOD2/Bmi1在舌鳞癌干细胞侵袭转移中的作用及其机理，本课题将开展：①研究SOD2/Bmi1调控舌鳞癌侵袭转移是否与干细胞相关；②研究SOD2/Bmi1在舌鳞癌干细胞侵袭转移中的作用；③研究C-myc靶向调控SOD2和Bmi1及其调控舌鳞癌干细胞侵袭转移的能力。本研究阐明了C-myc-SOD2/Bmi1信号通路在舌鳞癌干细胞侵袭转移中起重要作用，C-myc/SOD2/Bmi1有望成为舌鳞癌侵袭转移的分子标志物，在舌鳞癌的诊断、预后预测以及分子治疗靶点中具有重要的应用价值，这对提高舌鳞癌患者的生存率具有重要的意义。

课题组前期研究发现锰超氧化物歧化酶(SOD2)和干细胞标志物(Bmi1)的异常表达均与舌鳞癌的发生发展、转移及预后密切相关，SOD2与Bmi1的表达存在正相关关系，SOD2可通过H2O2-Slug信号通路调控舌鳞癌的侵袭转移。为了进一步研究SOD2/Bmi1在舌鳞癌干细胞侵袭转移中的作用及其机理，本项目开展以下研究：①研究SOD2/Bmi1调控舌鳞癌侵袭转移是否与舌鳞癌干细胞相关，结果显示：与低侵袭迁移能力的舌鳞癌UM2细胞相比，高侵袭转移能力的舌鳞癌UM1细胞SOD2/Bmi1高表达，同时UM1细胞具有高比例的侧群细胞（SP，Side population）、高的球囊形成率和克隆形成率、以及干细胞标志物的高表达；当UM1细胞分别转染SOD2 siRNA和Bmi1 siRNA后，细胞的侵袭迁移和增殖能力明显下降，同时SP细胞的比率、球囊形成率/克隆形成率、以及干细胞标志物的表达也明显下降。②研究SOD2/Bmi1在舌鳞癌干细胞侵袭转移中的作用，结果显示：应用流式细胞仪分选的舌鳞癌SP细胞具有高的球囊形成率、克隆形成率和干细胞标志物表达，同时具有高的侵袭转移能力和增殖能力；具有高侵袭转移能力的SP细胞SOD2/ Bmi1/C-myc高表达，SOD2/ Bmi1敲除后，SP细胞的侵袭转移能力明显下降，同时球囊形成率、克隆形成率、细胞的增殖能力以及干细胞标志物的表达均明显下降。③研究C-myc靶向调控SOD2和Bmi1及其调控舌鳞癌干细胞侵袭转移的能力，结果显示：染色体免疫沉淀法和萤光素酶法均显示C-myc可直接靶向SOD2/Bmi1启动子，C-myc siRNA 转染UM1细胞或SP细胞后，SOD2/Bmi1表达明显下降，球囊形成率、克隆形成率、干细胞标志物的表达、细胞侵袭转移能力和增殖能力均明显下降。以上研究成果证明了SOD2/Bmi1调控舌鳞癌的侵袭转移与舌鳞癌干细胞密切相关，舌鳞癌干细胞在舌鳞癌侵袭转移中起重要作用，C-myc可靶向调控SOD2和Bmi1并介导舌鳞癌干细胞的侵袭转移。本项目阐明了C-myc-SOD2/Bmi1信号通路调控舌鳞癌干细胞侵袭转移的分子机制，SOD2/Bmi1有望成为舌鳞癌侵袭转移的分子标志物，因此该项目的顺利完成在舌鳞癌的精准诊断、预后预测以及分子靶点治疗中具有重要的应用价值，对提高舌鳞癌患者的生存率具有重要的意义。