Hedgehog/Gli1信号通路调控EMX2表达在肺鳞癌EMT转化和侵袭转移过程中的作用及机制研究

Tumor invasion and metastasis correlate with poor prognosis of lung squamous cell carcinoma (LSCC), and Epithelial-Mesenchymal Transition (EMT) has been implicated in the process. Preliminary data suggested that the Hedgehog signaling pathway (Hh) as well as its downstream factor EMX2 may regulate tumor invasion and metastasis. Our results suggested aberrant activation of Hh signaling pathway as well as decreased expression of EMX2 in LSCC correlate with EMT, invasion and metastasis; inhibition of EMX2 stimulated EMT, invasion and metastasis, while elevated expression of EMX2 suppressed these processes. Therefore, we proposed the hypothesis that Hh/Gli1 signaling pathway may promote EMT, invasion and metastasis via regulating EMX2 transcription and expression. To investigate the mechanism of Hh/Gli1-EMX2 in EMT, invasion and metastasis in LSCC, activation and inhibition of the Hh pathway, as well as antagonism of Gli1 and EMX2 will be utilized in the study. The current study is expected to reveal the mechanism of the Hh/Gli1 pathway and its downstream factor EMX2 in regulating cell invasion and metastasis, and may provide insights that lead to potential therapeutic targets and strategies of LSCC.

肿瘤侵袭和转移是影响肺鳞癌预后的主要因素，而上皮间质转化（EMT）则可能是侵袭、转移的关键机制。Hedgehog（Hh）信号通路关键分子Gli1及下游的EMX2均与肿瘤的侵袭转移过程密切相关。我们前期研究发现Hh/Gli1在肺鳞癌中异常激活，而阻断Gli1可能抑制肺鳞癌细胞的迁移侵袭，但机制不清；最近研究发现Hh/Gli1能够调控EMX2的表达，我们前期研究显示EMX2在肺鳞癌中表达下调，过表达EMX2则可抑制肺鳞癌细胞的EMT转化和迁移侵袭。据此我们提出“Hh/Gli1通路通过调控EMX2表达，促进肺鳞癌发生EMT转化及侵袭转移”这一研究假说。为此，本课题拟通过激活和阻断Hh/Gli1通路活性，并结合干扰Gli1和EMX2表达，分析Hh/Gli1通路对EMX2的调控机制，揭示Hh/Gli1-EMX2通路在肺鳞癌EMT转化和侵袭转移过程的作用及机制，从而为肺鳞癌的治疗提供新靶点和新策略。

肺癌是目前世界范围内发病率和死亡率均居第一位的恶性肿瘤，侵袭和转移是影响肺鳞癌患者预后的重要因素，而EMT是侵袭和转移的关键机制。本研究旨在探索肺鳞癌中Hh/Gli1及下游EMX2的表达，并探索Hh/Gli1/EMX2通路调节肺鳞癌侵袭转移及EMT的分子机制，以其发现肺鳞癌患者预后预测的分子标志物，在此基础上寻找肺鳞癌治疗的关键靶点。 .通过免疫组化分析，结果显示Gli1的表达与EMX2表达呈负相关。进一步进行细胞功能实验验证，并未发现两者之间的调控关系。.肺腺癌中Gli与EMT的相关性研究中，进行了Gli1、Gli2以及E-Cadherin蛋白水平表达的检测，结果显示Gli1与Gli2表达高度一致；同时上述两者的表达与E-Cadherin呈现负相关，这种负相关的表达在肺腺癌细胞系中得到进一步验证，提示我们Gli的表达与肺腺癌的侵袭能力相关，另外，细胞功能实验抑制Gli后，细胞系的迁移能力明显下降；相反，在加入重组Shh蛋白后，细胞的迁移能力明显提高，进一步，我们在A549细胞系中进行了3D细胞侵袭实验，结果显示，与对照组相比，利用抑制Gli的表达后，细胞的侵袭能力下降，相反，利用重组Shh蛋白刺激Gli的表达后，细胞的侵袭能力明显增强，采用免疫荧光的方法，在A549和H1666中检测E-Cad的表达，抑制Gli后，E-Cad表达增加；相反，在加入重组Shh蛋白后，E-Cad表达下降。提示Hh通路是通过调控E-Cad的表达，进而调控肺腺癌的EMT；动物实验也提示Gli在动物体内能够调控EMT。目前关于Gli1在肺癌中与肿瘤的侵袭转移关系明确，有可能通过Gli1抑制剂实现精准治疗，也是有可能根据Gli1开发靶点药物。.另外CLDN3在肺鳞癌中的表达明显下降，发现CLDN3的低表达与肿瘤的侵袭转移相关，CLDN3通过Wnt/β-catenin信号通路调节肺鳞癌EMT和侵袭转移。因此CLDN3在肺鳞癌EMT中可能起着很重要的作用。为肺鳞癌的靶向治疗提供新的思路和实验依据。