吴茱萸碱通过调控ZMIZ1基因影响Notch信号通路抑制舌鳞状细胞癌转移的研究

Evodiamine can induce apoptosis, inhibiting the formation of blood vessels, inhibitng metastasis and multi-drug resistance of many kinds of tumor cells in vivo and in vitro. Our previous studies also confirm Evodiamine can supress the proliferation and metastasis of tongue squamous cell carcinoma and can induce apoptosis. Preliminary validation show that ZMIZ1 gene and the Notch signaling pathway was significantly suppressed after treatment with Evodiamine. ZMIZ1 has been proved to be closely related to some tumors such as breast cancer, ovarian cancer and colorectal cancer in recent years, but the correlation of tongue squamous cell carcinoma has not been reported. Notch signaling pathway is closely related to the occurrence and development of a wide variety of tumor, but the Notch pathway inhibitors cause severe diarrhea, skin cancer and other serious side effects. Thus, finding new Notch pathway blockers is urgent. The study found that ZMIZ1 combined with Notch can trigger oncogenicity. On the basis of a preliminary study, we conceive of Evodiamine can influence the Notch signaling pathway by acting on ZMIZ1 genes and the ZMIZ1/Notch could be the therapeutic targets on TSCC. This study intends to establish knock down and overexpression of ZMIZ1 tongue squamous cell cancer cells to explore the function of ZMIZ1 / Notch and the molecular mechanisms of Evodiamine in vitro and in vivo.

吴茱萸碱具有抑制多种肿瘤内新生血管的形成、侵袭和转移等作用。我们前期的研究也证实吴茱萸碱具有抑制舌鳞状细胞癌增殖和转移、诱导凋亡的作用，并且初步验证吴茱萸碱处理后ZMIZ1被抑制，且Notch信号通路也被抑制。ZMIZ1是具有特殊结构的PIAS相关蛋白，与乳腺癌、卵巢癌和结肠癌密切相关，但与舌鳞状细胞癌的相关性尚未见报道。Notch信号通路与多种肿瘤相关，但是目前Notch通路抑制剂易造成严重腹泻、皮肤癌等副作用，迫切需要寻找新的Notch通路阻断剂。研究发现ZMIZ1与Notch结合可触发致癌功能。在前期研究的基础上，我们设想吴茱萸碱可能通过调控ZMIZ1影响Notch信号通路，本研究拟建立敲除和过表达ZMIZ1的舌鳞状细胞癌细胞株，通过体外和体内实验探讨ZMIZ1/Notch在吴茱萸碱抑制舌鳞状细胞癌转移中的分子机制，为舌鳞状细胞癌的分子诊断和靶向治疗提供新思路。

舌鳞状细胞癌恶性程度高、易转移、5年生存率低，以综合性治疗为主要治疗手段，但并发症多且患者的生存质量较差，探寻新的治疗手段成为研究热点。吴茱萸碱是芸香科植物吴茱萸的主要成分，具有抑制多种肿瘤内新生血管的形成、侵袭和转移等作用。ZMIZ1与乳腺癌、卵巢癌和结肠癌密切相关，但与舌鳞状细胞癌的相关性尚未见报道。Notch信号通路与多种肿瘤相关，但是目前Notch通路抑制剂易造成严重腹泻、皮肤癌等副作用，迫切需要寻找新的Notch通路阻断剂。研究发现ZMIZ1与Notch结合可触发致癌功能。本课题组研究发现吴茱萸碱可以抑制舌鳞癌细胞的增殖、转移并诱导凋亡，进而发现吴茱萸碱处理后ZMIZ1被显著抑制，Notch信号通路也被显著抑制，随后建立了敲减ZMIZ1的舌鳞癌细胞株。体外实验表明敲减ZMIZ1，可以抑制舌鳞癌的增殖、迁移能力并促进其凋亡，并且Notch信号通路相关蛋白，侵袭转移相关蛋白等的mRNA和蛋白表达降低。其机制可能为ZMIZ1作为Notch的辅因子通过激活Notch信号通路促进舌鳞癌的增殖和迁移。同时还发现敲减ZMIZ1基因的CM明显抑制了HUVEC细胞的增殖、迁移和小管形成能力，使用PI3K通路激动剂740Y-P可以逆转该结果，说明在体外ZMIZ1能促进舌鳞癌细胞的血管生成，其机制可能为ZMIZ1促进了PI3K通路相关因子的表达。裸鼠背部皮下接种敲减ZMIZ1后的舌鳞癌细胞建立裸鼠移植瘤模型，结果显示ZMIZ1敲减组瘤体重量及体积均较小，新生血管较少，表明ZMIZ1在体内能促进舌鳞癌的血管生成。之后进一步实验发现ZMIZ1敲减组PI3K、AKT、VEGF、的mRNA和蛋白表达水平低于对照组，说明ZMIZ1可能通过调控PI3K/AKT通路影响舌鳞状细胞癌的血管生成。裸鼠尾静脉注射敲减ZMIZ1的舌鳞癌细胞建立肺转移模型，发现实验组裸鼠肺部转移灶较少；Notch信号通路相关蛋白，侵袭转移相关蛋白以及舌鳞癌肿瘤启动子的mRNA和蛋白表达降低，说明敲减ZMIZ1可以抑制Notch信号通路的激活，可以抑制舌鳞癌细胞的转移。本研究为ZMIZ1基因临床应用于靶向治疗舌鳞状细胞癌提供了理论基础，具有较好的应用前景。