口腔鳞癌发生发展中GDF15与p53、ERK1/2信号通路作用关系的研究

本课题组先前成功建立了国内首个口腔黏膜上皮细胞体外癌变模型(即采用HPV16 E6/E7基因转染正常口腔黏膜上皮细胞获得永生化细胞系HIOEC，再使用苯丙芘诱导HIOEC逐步形成口腔鳞癌细胞系HB96)，结合进一步的基因芯片结果，获得了唯一的随着细胞体外癌变，基因转录水平逐渐升高的差异基因：生长分化因子15(GDF15)，经体外细胞和组织水平的验证证实，并与口腔鳞癌的恶性程度正相关，通过小RNA干扰可减慢口腔鳞癌细胞的增殖，具有潜在的研究价值。然而，通过文献复习，发现GDF15在肿瘤发生发展中的作用还有许多未知之处。本研究旨在以口腔黏膜上皮细胞体外癌变模型为基础，采用分子干预和体内外实验研究的手段，探索GDF15在口腔鳞癌发生发展中的功能，与其相关的p53、ERK1/2信号通路的作用关系，评价GDF15在口腔鳞癌的临床应用价值及其作为药物靶标的潜能，为口腔鳞癌的诊治提供新的思路和依据。

本项目通过对口腔黏膜上皮细胞体外癌变模型不同阶段细胞采用基因芯片的方法筛选到GDF15基因随着细胞癌变表达升高，并在细胞和组织水平采用real-time PCR、Western blot 和免疫组化方法得到验证。在正常人、口腔黏膜白斑患者和口腔鳞癌患者血清中分泌型GDF15含量也逐渐升高。采用GDF15基因全长转染至HIOEC和HB96细胞，发现随着细胞GDF15蛋白表达水平升高后，细胞增殖加快、克隆形成能力增强、侵袭及迁移能力增强。采用siRNA方法干扰GDF15基因转染至HB96和HN30细胞，其增殖减慢；同时随着GDF15蛋白表达的降低，细胞凋亡增加、克隆形成能力减弱、侵袭及迁移能力下降、ERK1/2磷酸化水平降低、AKT磷酸化水平降低。另外，在HB96和HN30细胞中，采用siRNA方法干扰p53表达，发现p53蛋白表达的下降引起了GDF15表达的降低，验证了GDF15的表达受p53调控。通过干预GDF15基因表达，发现GDF15的过表达可以导致癌细胞对CDDP敏感性的提高，而GDF15的表达下降可以导致癌细胞对CDDP敏感性的降低。因此，本项目的研究结果证明GDF15在口腔黏膜上皮细胞体外癌变过程中起重要作用，并促进口腔鳞癌的发展，对口腔鳞癌患者的预后具有一定的临床参考价值。GDF15可通过MAPK/ERK、AKT通路来调节口腔鳞癌细胞的生物学行为，但是否还通过其他通路还需要进一步的研究证明。