支气管上皮细胞恶性转化中β-arrestins的作用及其机制研究

Individualized and targeted therapy is the direction of lung cancer treatment, but so far no specific targeted drugs was found for the treatment of lung squamous cell carcinoma. β-arrestins are important intracellular signaling proteins. our study shows that, β-arrestin1 played an important role in receptor degradation and improving targeted therapy efficacy. Preliminary studies found that β-arrestin1 was gradually deleted from normal bronchial epithelial cells, dysplasia to squamous cell carcinoma cells. We speculate that the absence of β-arrestin1 is a key factor for bronchial epithelial cell malignant transformation. This project intends to study: the expressins of β-arrestins will be analyzed at different stages of bronchial epithelial carcinogenesis; the different expressions of β-arrestin1 affect on PI3K, ERK and NFkB signaling pathway; after gene transfection and SiRNA interfere with the expression of β-arrestin1, cell invasion will be detected via Transwell; make clear the reasons of the lack of β-arrestin1 by means of nicotine-induced bronchial epithelial cells to cancerous. Our results will be the experimental basis for the explration of Lung squamous cell carcinoma markers and therapeutic targets.

目前肺癌靶向治疗主要是针对肺腺癌，尚无特异性的肺鳞癌靶向治疗药物。 β-arrestins是细胞内重要信号蛋白，我们的研究表明，β-arrestin1在受体降解中发挥重要作用并提高靶向治疗疗效。进一步研究中，通过对正常支气管上皮、不典型增生及鳞癌细胞的表达分析，发现β-arrestin1在其恶性转化过程中逐步缺失。据此我们提出假说，β-arrestin1是支气管上皮细胞恶性转化发生的关键因子。 本课题拟研究：支气管上皮恶性转化不同阶段β-arrestin1表达情况；明确β-arrestin1差异表达对PI3K、ERK及NFkB信号通路的影响；基因转染及SiRNA干预β-arrestin1的表达，Transwell检测细胞侵袭力的变化；NNK诱导支气管上皮细胞癌变，明确引起β-arrestin1缺失的因素及机制。为探索β-arrestins成为肺鳞癌标志物与治疗靶点奠定实验基础。

个体化及分子靶向治疗是目前肺癌治疗的研究方向，根据分子标志筛选特定的疾病人群，应用阻断此标志的化合物来抑制肿瘤生长已成为治疗肺癌的新思路。肺鳞癌目前仍是肺癌的主要病理学类型，全世界每年约40万人死于肺鳞癌。至今没有有效的特异性的分子靶向药物用于治疗肺鳞癌。本项目主要围绕β-arrestins在肺鳞癌恶性转化中的作用及机制展开研究。主要取得了以下结果：1）在肺鳞癌及正常支气管上皮细胞系中，过表达β-arrestin1的细胞系较对照组生长较慢，并细胞凋亡增多；低表达β-arrestin1的细胞系较对照组细胞生长明显加快，细胞凋亡减少，并见到细胞形态的变化。另外我们发现低表达β-arrestin1的鳞癌细胞系对顺铂及紫杉醇的耐药性明显增加，过表达β-arrestin1则可以增加细胞对化疗药的敏感性，这说明β-arrestin1有可能成为肺鳞癌治疗新的靶点。 2）细胞迁移试验结果表明，H520及SK-M ES-1细胞沉默表达β-arrestin1后，细胞划痕实验迁移明显增多；进一步研究采用polyhema预铺板，检测了细胞转染前后锚定非依赖性生长的能力，结果表明沉默β-arrestin1 的鳞癌细胞系生长明显增多，且多呈团装、球状生长。上述结果表明，低表达β-arrestin1使得鳞癌细胞的锚定非依赖性生长能力增强，使得正常支气管上皮细胞转化为恶性细胞及增加恶性细胞的转移能力。 3）沉默β-arrestin1可以明显增加ERK1/2及NFKB的磷酸化，而对AKT及STAT3磷酸化情况改变不明显。采用ERK1/2的抑制剂U0126处理细胞，MTT实验表明U0126可以部分恢复沉默β-arrestin1引起的顺铂和紫杉醇的药物耐受情况。 4）我们初步检测了不同浓度及不同时间尼古丁及NNK刺激条件下，鳞癌细胞系的下游信号通路，其可以引起下游ERK1/2及Akt的磷酸化激活，初步结果尚不十分明确，有待于进一步优化验证。综上所述，β-arrestin1在肺鳞癌恶性转化中发挥了不可替代的作用，本课题的完成，将为阐明肺鳞癌发生的分子机制提供理论依据，并为探索β-arrestins成为肺鳞癌标志物与治疗靶点的可行性奠定实验基础。