牙龈卟啉单胞菌促进牙龈上皮细胞增殖及恶性转化的机制研究

Porphyromonas gingivalis(Pg) is the main pathogen of periodontitis. Pg leads to more serious periodontal infection and inflammation by invading immortalized human gingival epithelial cells (HGEC). Our previous studies have showed that internalization of Pg induced infected HGEC in accelerating the process of cell cycle and promoting cell proliferation with early and high expression of cyclin D1. 31 genes associated with tumor occurred different expression by further analyse with microarray. could induce c-Fos and c-Jun increased by internalized gingival carcinoma cell. Pg existed in the gingival carcinoma tissue detected by fluorescence in situ hybridization labeled probe. Epithelial cells infected with Pg possibly improve cyclin D1 expression and promote epithelial cell proliferation and cell malignant transformation through AP-1 (c-Fos, c-Jun). Study the effect of miR-21/PDCD4/JNK/AP-1 signal-regulated network on regulating the expression of cyclin D1 and analysis chip result after Pg internalizing HGEC and gingival squamous carcinoma cell, in order to find molecular mechanisms of Pg promoting proliferation and malignant transformation of HGEC, and look for a new possible blocking way for prevention and treatment of oral carcinoma.

牙龈卟啉单胞菌（P. gingivalis，Pg）为牙周病主要致病菌，Pg侵入牙龈上皮细胞（HGEC）导致牙周感染加重和扩散。本课题组研究显示Pg内化于HGEC，抑制细胞凋亡，促进cyclinD1提前表达和高表达，加快细胞周期进程，促进细胞增殖。通过基因芯片进一步分析发现31个与肿瘤发生相关基因差异性表达。Pg感染牙龈鳞癌细胞可引起c-Fos，c-Jun高表达,特异性荧光标记探针原位杂交检测证实牙龈癌等口腔鳞癌组织中存在Pg。提示上皮细胞中Pg感染可能通过AP-1（c-Fos，c-Jun），提高cyclinD1表达，引发细胞增殖异常，促进上皮细胞恶性转化。通过研究miR-21/PDCD4/JNK/AP-1环路对Pg感染HGEC和牙龈鳞癌细胞cyclinD1的调控作用及芯片筛查等，以期发现Pg促进上皮细胞增殖及恶性转化的分子机制，寻找可能的阻断途径，为口腔肿瘤的预防及治疗提出一条新途径。

牙龈卟啉单胞菌（Porphyromonas gingivalis）为慢性牙周炎最主要优势菌。本课题组前期研究显示P.gingivalis内化于牙龈上皮细胞，促进细胞增殖。口腔鳞癌P.gingivalis检出率高于正常组织。为探究P.gingivalis在细胞恶性转化中可能的促进作用，首先用人永生化口腔上皮细胞（Human immortalized oral epithelial cells）及P.gingivalis ATCC 33277构建慢性感染模型，检测细胞生物学行为变化，15周时对感染细胞进行基因芯片和蛋白质组学检测，生物信息学分析差异性改变基因。对长链非编码RNA（long non-coding RNA）CCAT1及转录因子FLI1进行初步分子机制研究。发现P.gingivalis慢性感染可致细胞失去接触抑制，核分裂相增多，其超微结构与肿瘤细胞相似；显著促进细胞增殖和迁移、侵袭能力。结合基因筛查和蛋白质组学分析，发现多个差异表达基因与炎症、肿瘤调控密切相关，推测NNMT, FLI1, GAS6, lncRNA CCAT1, PDCD1LG2, CD274可能为参与P.gingivalis感染微环境下细胞发生肿瘤样转化的重要调控分子，P.gingivalis慢性感染可通过CCAT1/c-Myc/CD274途径促进细胞免疫逃避，进而发生肿瘤样转化。明确了P.gingivalis慢性感染对口腔肿瘤始动的潜在促进作用。其次，建立P.gingivalis感染口腔鳞癌（Tca8113）细胞模型，发现P.gingivalis感染可加速细胞周期，促进细胞增殖，使cyclinD1、AP-1(c-Jun,c-Fos)、miR-21表达升高，PDCD4表达降低。而调节miR-21、PDCD4、c-Jun表达，可降低cyclinD1，抑制细胞增殖，提示P.gingivalis感染引起的细胞周期蛋白cyclinD1表达增加及细胞增殖可能是miR-21及PDCD4与AP-1形成的负反馈通路的共同调节作用。同时对健康者及口腔鳞癌患者临床组织进行研究，发现牙周致病菌在癌组织和癌旁组织含量丰富。P.gingivalis感染与口腔鳞癌临床分期、低分化及淋巴结转移存在正相关。本课题较深入探究了P.gingivalis感染致细胞肿瘤样转化和肿瘤进展过程中可能分子机制，为口腔鳞癌防治提供新靶点。