口腔白斑癌变微环境中CCL18调控上皮细胞可塑性的作用及机制研究

Intercellular communication contributes to oral leukoplakia development and carcinogenesis.Our study has confirmed that inflammatory factors are important intercellular messengers in oral leukoplakia carcinogenesis. Many inflammatory factors changed significantly in oral leukoplakia tissues. Among them CCL18 changed most significantly. However, the roles of CCL18 and its associations with other inflammatory factors are still elusive. Our study displayed that CCL18 could promote OSCC cell motility. Cell motility increasing is one important feature in epithelial-mesenchymal transition (EMT). Moreover, EMT is the essential manifestation of epithelial cell plasticity. Then, we hypothesized that CCL18 might be involved in oral leukoplakia carcinogenesis process. CCL18 pathway might regulate cell plasticity and promote the malignant transformed cells to break through basement membrane, leading to invasive carcinoma. Therefore, we set out to investigate the expression characteristics of CCL18 and its receptor. After CCL18 binding to its receptor, the changes of cell phenotype, intercellular signal molecules, and subsequent cell biological behaviors were all examined. The relationship between CCL18 and CXCL12 was also been examined. All those results would be helpful to elucidate the molecular mechanisms of oral leukoplakia carcinogensis, and then provide novel therapeutic target molecules for oral leukoplakia.

细胞间调控参与了口腔白斑发生与癌变过程，我们的前期研究提示，炎症因子是口腔白斑癌变中细胞间重要的信息传递分子,白斑中存在多个炎症因子的表达变化，其中CCL18的表达变化最为显著，然而，CCL18在白斑癌变中的作用及与其他炎症因子的关系仍未明确。初步研究结果表明，CCL18可增强口腔癌细胞的迁移运动能力，而运动能力增加是细胞上皮-间质转化（EMT）的重要生物学特征，EMT则是上皮细胞可塑性的主要表现，因此，我们提出以下假设: CCL18参与了口腔白斑癌变过程；CCL18可能影响口腔上皮细胞的可塑性，推动白斑恶性转化细胞突破基底膜发展为浸润癌。为此，本项目拟分析CCL18、受体在口腔白斑癌变中的表达特点；明确CCL18与靶细胞受体结合后对细胞可塑性的影响、所产生的生物学效应，与CXCL12的关系；探究与细胞可塑性相关的调控网络及关键基因。旨在为阐明口腔白斑癌变机制提供新的重要证据和防治新靶点。

根据与基金委签定的项目资助计划书，本项目完成了研究内容，获得了相关的重要研究成果。CCL18参与了口腔白斑发生发展过程，CCL18在调控口腔上皮细胞的可塑性中发挥重要作用。本实验通过免疫组化染色分析发现CCL18在口腔白斑、鳞癌组织中的表达显著高于正常上皮组织，CCL18主要定位于细胞的胞质及胞膜， CCL18主要来源于上皮细胞而非间质中的巨噬细胞，此外，研究发现CCL18表达水平与口腔癌患者TNM分期存在相关性。为进一步了解口腔白斑发生发展过程中CCL18异常上调的生物学意义，我们使用CCL18中和性抗体及siRNA干扰CCL18的表达后发现，口腔癌细胞的增殖、迁移及侵袭能力均被抑制，而外源性CCL18可以逆转该抑制作用。在BALB/C裸鼠皮下移植瘤模型中也证实了CCL18可加速细胞生长；此外，体外实验利用外源性CCL18刺激癌细胞后发现CCL18能够促进Akt的表达并能引起Akt在Thr308位点发生磷酸化，而泛PI3K抑制剂LY294002可废除CCL18诱导的Akt活化及细胞的侵袭能力。体内实验结果证实LY294002 能够明显抑制裸鼠体内肿瘤的生长，且LY294002与rCCL18联合给药后，裸鼠体内肿瘤的生长与对照组相比无明显差异，这提示过表达CCL18可通过自分泌途径激活Akt通路，促进细胞增殖和侵袭。为明确CCL18与口腔白斑发生发展的机制，我们通过免疫组化染色分析发现CCL18和干细胞标记物Bmi-1的表达呈正相关。在口腔鳞癌细胞系中CCL18能够激活mTOR通路上调Slug表达，应用mTOR通路抑制剂INK128或者RNAi干扰技术沉默Slug表达能够逆转CCL18诱导的上皮间质转化和细胞干性的获得。此外，我们研究发现：(1) CXCL12-CXCR4/CXCR7轴可促进口腔癌细胞的侵袭和转移。（2）Meta分析显示高表达的干细胞标志Bmi-1、CD133、Nanog和Oct-4与头颈鳞癌患者不良总体生存率和无病生存率相关，而与疾病特异生存率无关。亚组分析显示高表达的CD133、Nanog和Oct4能够分别预测头颈鳞癌患者的不良总体生存率，但是过表达的Bmi-1则与其无关。（3）肿瘤细胞来源的IL-1β是调控间质-上皮间乳酸传递重要信号。（4）抗真菌药物克霉唑可以抑制口腔癌的增殖、阻滞细胞周期、诱导细胞凋亡。