癌基因pim1抑制食管癌细胞增殖的分子机制研究

Pim1 is a serine/threonine kinase, is up-regulated in a variety of tumor cells, showed oncogene properties. But our study found that: Pim1 can promote normal cell senescence, performance anti-oncogene properties. The bioinformatics analysis indicated that the low expression of Pim1 in esophageal carcinoma. We supposed that Pim1 has anti-oncogene properties in esophageal cancer. Our previous work demonstrated that expression of Pim1 in esophageal cancer significantly down regulated. Over-expression of Pim1 can inhibit KYSE510 cell cycle and proliferation of esophageal cancer process, as well as in nude mice tumorigenicity. Further study showed that: over expression of Pim1 can be activate P53 signal pathway. It is speculated that: Pim1 shows the characteristics of anti-oncogene in esophageal carcinoma, and may be the inhibition of esophageal cancer proliferation by P53 pathway. So, how does Pim1 activate p53? And what mechanism is low-expression of Pim1 in esophageal cancer? That is the main research of this project. This study is the extension and expansion of the previous research. This study not only has important theoretical significance to explore the mechanism of esophageal cancer, but also provide new ideas and targets for clinical diagnosis and treatment of esophageal cancer.

Pim1是一丝氨酸/苏氨酸激酶，在多种肿瘤组织细胞中表达上调，表现为癌基因性质。但我们的研究发现：Pim1可促进正常细胞衰老，表现为抑癌基因性质。通过生物信息学分析发现Pim1在食管癌中低表达,我们推测：Pim1在食管癌中具有抑癌基因性质。我们的前期工作证实Pim1在食管癌组织中表达明显下调；过表达Pim1可显著抑制食管癌细胞KYSE510细胞的增殖和周期的进程，以及裸鼠的成瘤能力。进一步研究显示：过表达Pim1可激活p53信号通路，这提示： Pim1在食管癌中表现为抑癌基因特性，并通过p53途径抑制食管癌细胞的增殖。那么，Pim1是怎样激活p53,它在食管癌中表达降低的分子机制是什么？这正是本项目研究的主要课题。本研究是在以前研究工作基础上的延伸和扩展。其研究成果不仅对于揭示食管癌的发生机制具有重要的理论意义，而且为临床上食管癌的临床诊断、治疗提供新的思路和靶点。

PIM1是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，具有调控细胞生长，分化，细胞周期，衰老和细胞凋亡等功能。之前的研究报道显示PIM1作为一种癌基因在许多血液恶性肿瘤和某些实体瘤中高表达。然而近年来PIM1在正常细胞中具有抑制细胞生长的作用开始被人们关注。然而作为一种原癌基因，在肿瘤中有关PIM1抑制增殖的研究却未见报道。我们发现PIM1在食管癌中的表达水平较正常组织普遍偏低，而在食管鳞状细胞癌中稳定地转染PIM1会导致食管癌细胞增殖受到了明显抑制。然而，在p53缺陷（转录抑制）的食管癌细胞系中却没有看到上述现象，提示p53介导了PIM1在食管癌中的增殖抑制作用。此外，伴随PIM1高表达，一些DNA损伤标志物的磷酸化水平也明显上升，如γ-H2A.X，ATM，CHK2和p53。可见，PIM1的异位表达，引起了细胞中DNA的损伤（很可能是双链断裂的损伤），进而激活了DNA损伤应答（DDR），最终激活了p53这一肿瘤抑制因子。这可能是PIM1在食管癌细胞中发挥抑制增殖这一角色转换作用的重要机制。进一步探索在食管癌细胞系中过表达PIM1，能够引起活性氧自由基（ROS）的升高。而加入活性氧自由基（ROS）的清除剂后，之前的细胞增殖抑制的现象得到明显的回复，DNA损伤也得到了显著缓解。这将活性氧自由基（ROS）和PIM1过表达导致的食管癌细胞系中DNA损伤联系了起来。并且，我们还进一步证实了，在4-硝基喹啉-1-氧化物（4NQO）诱导的小鼠食管癌发生的模型中，Pim1敲除的小鼠表现为更强的易感性。在整体动物水平进一步证实了PIM1在食管癌发生过程中具有保护作用。综上所述，我们的研究表明：PIM1过表达所呈现的食管癌细胞增殖抑制的现象是由于细胞中活性氧自由基（ROS）的升高所导致，进而引起了DNA损伤（双链断裂），从而激活了DNA损伤反应，并最终激活p53。PIM1在这食管癌中这一角色转变可以为食管癌的治疗提供一种新的策略。