多倍体肿瘤细胞伪足介导不对称分裂促进食管鳞癌侵袭转移的分子机制研究

Esophageal cancer is one of the most common malignant tumors in China, and 5-year survival rate of patients is only about 15%-25%. Metastasis is the major cause of death of esophageal cancer patients. Recent studies showed that polyploid cancer cells (PCCs) promote tumor metastasis, but the mechanism is not well understood. Our previous findings showed that esophageal squamous cell carcinoma PCCs generated abnormal elongated pseudopodium, by which penetrated the extremely narrow aperture and transferred the genetic material to the distal part of the pseudopodium where the separated pseudopodium formed invasive daughter cells. In vivo experiments further confirmed that PCCs promote tumor metastasis. Differential expression analysis revealed a panel of misregulated miRNAs in PCCs, which are involved in the regulation of Actin Cytoskeleton, RAP1, MAPK and PI3K-AKT signaling pathways. The project aims to investigate the mechanism of polyploid pseudopodium mediated asymmetric division to promote invasion and metastasis of esophageal cancer. This study will provide a new theoretical basis for tumor invasion and metastasis, and provide new strategy for the treatment of esophagus squamous cell carcinoma.

食管癌是我国高发恶性肿瘤之一，患者5年总生存率目前只有15%-25%。远处转移是导致食管癌患者死亡的重要原因。最近研究表明多倍体肿瘤细胞（PCCs）促进肿瘤转移，但具体机制尚不清楚。我们前期研究发现食管鳞癌PCCs可以形成异常细长的伪足，穿透极其狭窄的孔径，并通过伪足传输遗传物质至伪足远端，进而伪足断裂形成侵袭性子代细胞。动物实验显示PCCs体内转移能力远胜于普通的二倍体肿瘤细胞。miRNA表达谱差异分析发现一系列在PCCs中异常表达的miRNAs，进一步GO分析显示这些miRNAs参与了F-actin，RAP1，MAPK和PI3K/AKT信号通路的调控。项目组拟深入研究信号通路和差异非编码RNA在多倍体伪足介导不对称分裂促进食管鳞癌侵袭转移中的具体作用机制。项目的完成将为侵袭转移学说提供新的理论基础，为食管鳞癌的治疗提供新的思路。

缺氧、化疗、放疗等应激条件可导致肿瘤细胞的多倍体化，多倍体肿瘤细胞是近年来研究的新进展，与肿瘤细胞的治疗抵抗和恶性表型密切相关。食管癌中的研究还比较少，我们通过紫杉醇(PTX)治疗促进了多倍体癌细胞(PCCs)的形成。多倍体肿瘤细胞可以通过伪足进行不对称分裂产生子代细胞，并且高表达干性，EMT相关的标志物。此外，miR-378d在食管鳞状细胞癌(ESCC)中经PTX处理产生的PCCs中显著减少，但miR-378d参与PCCs的形成及其对ESCC生物学行为的影响尚不清楚。我们分析了ESCC细胞体内外PCCs的形成和生物学行为，以及miR-378d调控的相关蛋白。结果显示，miR-378d高表达与ESCC患者预后良好。抑制miR-378d促进ESCC细胞PCCs形成、异质性、化疗耐药、单克隆形成、EMT、迁移、侵袭、干性和转移。miR-378d可以靶向下调AKT1，并抑制AKT-β-catenin信号通路，miR-378d和AKT也可以调控RhoA的表达进而调控肿瘤细胞的多倍体化。AKT和RhoA调控食管癌细胞多倍体化和去多倍体化。因此，miR-378d可通过AKT和RhoA调控肿瘤细胞的多倍体化和去多倍体化，进而调控食管癌恶性表型。我们的研究提示针对多倍体治疗可能是未来治疗癌症的重要手段。