甲基化调控OSR1在口腔癌发生发展中的作用及机制

Gene expression alteration is a hallmark of cancer. Transcription factors play vital roles in gene expression initiation. Genes abnormally methylated could be seen in the early stage of oral squamous cell carcinoma (OSCC). However, the roles of transcription factors aberrantly methylated in OSCC are unclear. In our previously study, we found that OSR1 was significantly hypermethylated in the OSCC tissues compared with the oral leukoplakia tissues. Leukoplakia patients with lower OSR1 expression had shorter OSCC-free survival. Furthermore, In contrast to the adjacent normal tissues, OSR1 was downregulated in the OSCC tissues due to its promoter hypermethylation. OSCC patients with high methylation levels of OSR1 showed worse clinical outcomes. Moreover, restoring OSR1 could significantly suppressed OSCC cells proliferation. Thus, these findings suggest that the OSR1 hypermethylation may be an early event during the malignant transformation from leukoplakia to OSCC. OSR1 acts as a tumor suppressor in OSCC, however, the molecular mechanism is unknown. In this project, we will identify the roles and mechanisms of OSR1 in leukoplakia malignant transformation and OSCC progression. We will evaluate the prognostic values of OSR1 in leukoplakia and OSCC patients in larger sample sizes. Through this project, we will clarify the important roles of OSR1 in OSCC progression, which may provide a potential prognostic biomarker and therapeutic target for OSCC patients, and eventually improve the survival rate of OSCC patients.

早期防治是提高口腔癌患者生存率的重要途径。基因表达谱改变是肿瘤的显著特征，转录因子在基因表达起始调控中扮演着关键角色；在口腔癌发生早期即可见基因的异常甲基化，然而目前转录因子在口腔癌中的异常甲基化情况尚不清楚。本项目前期研究显示：①OSR1在口腔癌组织中的甲基化水平显著高于白斑组织；②低表达OSR1的白斑患者无口腔癌生存时间较短；③OSR1在口腔癌中因高甲基化而低表达，且高甲基化的患者预后较差；④过表达OSR1显著抑制口腔癌细胞的增殖。提示OSR1高甲基化可能是白斑癌变的早期事件；OSR1抑制口腔癌的进展，然而其作用机制尚未可知。本项目拟在此基础上①明确OSR1在白斑恶性演变中的作用，阐明其在口腔癌中的功能机制；②扩大样本量证实OSR1在口腔黏膜白斑和口腔癌患者临床转归中的预后价值。以此鉴别出口腔癌发生的早期分子事件，为口腔癌的早期防治提供预后指标和治疗靶点，最终提高口腔癌患者的生存率。

头颈部肿瘤是口腔癌、鼻咽癌、口咽癌、下咽癌、喉癌、唇癌的统称，90%为鳞状细胞癌。口腔鳞癌（OSCC）是最常见的头颈鳞癌（HNSC）；鼻咽鳞癌（NPC）在广东等华南地区最为高发，又有“广东瘤”之称。基因甲基化异常是基因表达谱改变的重要原因，是HNSC发生发展中重要的早期分子事件，阐明其在肿瘤细胞生物学行为中的功能机制，从而进行有针对性的个体化干预，可能为肿瘤的治疗开辟新的思路，是进一步提高HNSC患者生存的关键。.在本项目的资助下，证实：①OSR1在HNSC中因启动子区高甲基化而表达降低，且OSR1可通过促进线粒体损伤在体内外抑制HNSC细胞进展，可能是HNSC个体化靶向治疗的新靶点。OSR1低表达的白斑和HNSC患者其预后均较差，是不良预后因素，为HNSCC的早期防治提供了潜在的分子依据。此外，还发现②APOBEC3H是HNSC全基因组去甲基化的重要影响因素，其可通过使CXCL10去甲基化而激活，促进CD8+T细胞在HNSC细胞中的浸润，增强HNSC肿瘤的免疫反应，可能是HNSC免疫治疗的重要靶点。③Pan-cancer研究证实TIPE3在包括HNSC在内的多个肿瘤中高甲基化低表达，在NPC中扮演着抑癌基因的角色，是NPC患者的不良预后因素。④HIF-3α在HNSC中高甲基化低表达是HNSC患者的不良预后因素。⑤全面分析免疫检查点分子B7和TNFR家族多个基因在OSCC中的异常情况，明确其表达水平与启动子区甲基化呈负相关，证实CD274（PD-L1）高表达是OSCC的不良预后因素。.本项目从全基因组水平探讨了HNSC甲基化异常情况，证实包括OSR1在内的多个基因的异常表达均是由异常甲基化修饰介导，明确了甲基化稳态失衡在HNSC发生发展中扮演着重要角色。.本研究达到了预期目标，完成了研究内容，并取得重要的研究结果。