病毒基因E6通过 microRNA-27a增强HPV阳性头颈鳞癌放疗敏感性的研究

HPV-positive head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC) is sensitive to radiotherapy, however, the mechanism is still unknown, which is possibly related to the regulation of virogene E6. Our preliminary studies found that miRNA-27a expression was significantly higher in HPV-positive HNSCC than that in HPV-negative HNSCC, which was also upregulated by E6. The miRNA targets-prediction analysis indicated that SMG-1 was a possible target-gene of miRNA-27a, and SMG-1 was closely related with the infection of HPV and the radiosensitivity in HNSCC. As mentioned above, we speculate that E6 could regulate miRNA-27a expression by affecting DGCR8, and miRNA-27a could enhance the radiosensitivity of HPV-positive HNSCC through targeting SMG-1. In this research, we take HNSCC tissues, HPV-positive and HPV-negative HNSCC cell lines, and xenografts as the study objects, we aim to explore the relationships between E6, DGCR8, miRNA-27a and SMG-1 as well as their effects on radiosensitivity, through changing the expression of these molecules by gene transfection and (or) RNA inference. In summary, this research is expected to demonstrate the mechanism of radiosensitivity in HPV-positive HNSCC, and to evaluate the possibility that miRNA-27a is used as a novel therapy target for HNSCC.

HPV阳性头颈鳞癌对放疗敏感，其机制仍不明确，可能与病毒基因E6有关。预实验提示miRNA-27a在HPV阳性头颈鳞癌中的表达明显高于HPV阴性头颈鳞癌，且受E6的正向调控；靶基因预测发现SMG-1可能是miRNA-27a的靶基因；且SMG-1与HPV密切相关，并与头颈鳞癌的放疗敏感性相关。在上述基础上，提出科研假设：病毒基因E6通过DGCR8调控miRNA-27a的表达，miRNA-27a则通过靶基因SMG-1增强HPV阳性头颈鳞癌的放疗敏感性。本研究以头颈鳞癌组织、HPV阳性及阴性头颈鳞癌细胞株及其荷瘤动物作为研究对象，采用基因转染和（或）RNA干扰改变E6、DGCR8、miRNA-27a和SMG-1的表达水平，探讨上述分子之间的调控关系及其对放疗敏感性的影响。本课题不仅阐述HPV阳性头颈鳞癌对放疗敏感性的机制，并为miRNA-27a作为头颈鳞癌治疗靶点提供依据。

HPV阳性头颈鳞癌是一种特殊类型，具有对放疗较敏感的特点，其机制仍不明确，与病毒基因E6有关，在前期研究基础上，本课题提出科研假设：病毒基因E6通过DGCR8调控miRNA-27a的表达，miRNA-27a则通过靶基因SMG-1增强HPV阳性头颈鳞癌的放疗敏感性。本课题以E6/miRNA-27a/SMG-1调控轴为主线，以头颈鳞癌组织、细胞以及荷瘤裸鼠为研究对象，围绕两个主线研究：（1）E6通过DGCR8正向调控miRNA-27a的表达；（2）miRNA-27a通过靶基因SMG-1增强HPV阳性头颈鳞癌的放疗敏感性。本课题完成了项目计划的内容，包括：（1）完成了头颈鳞癌组织中miRNA-27a、DGCR8和SMG-1表达的检测，为分子研究提供临床依据；（2）完成了miRNA-27a的生物信息学分析及下游靶基因SMG-1的验证；（3）完成了在头颈鳞癌细胞中验证E6通过DGCR8调控miRNA-27a表达，以及miRNA-27a通过调控SMG-1增强HPV阳性头颈鳞癌放疗敏感性的研究；（4）完成了在动物模型中进一步验证miRNA-27a对放疗敏感性的影响。本课题的关键数据是发现了在HPV阳性和HPV阴性头颈鳞癌细胞中，E6通过DGCR8正向调控miRNA-27a的表达，抑制miRNA-27a可增加SMG-1的表达，增加miRNA-27a可抑制SMG-1的表达，并经荧光素酶实验证实了SMG-1是miRNA-27a的靶基因；通过克隆形成实验证实miRNA-27a可通过调控SMG-1提高HPV阳性头颈鳞癌的放疗敏感性。在荷瘤动物实验中发现转染miRNA-27a模拟物可抑制SMG-1的表达，经放射处理后动物瘤体明显减小，体内实验证实miRNA-27a可通过SMG-1提高HPV阳性头颈鳞癌的放疗敏感性。本课题的科学意义在于阐述了HPV阳性头颈鳞癌对放疗较敏感性的调控机制，特别是从HPV癌基因通过调控miRNA调控头颈鳞癌的生物学特性，这是本研究的主要贡献。此外，本研究证实在头颈鳞癌中miRNA-27a与临床预后相关，有望成为预测临床预后的候选分子。微小RNA在肿瘤的生物学特性的调控作用是近年的研究热点，本研究也为后续开展针对miRNA-27a的个体化、靶向治疗提供依据，也是本研究项目的重要贡献。