维生素D影响卵巢癌干细胞特性获得及体内致瘤性的研究

Recently, more researchers focus on anticancer effects of vitamin D. Many studies in epidemiologic, ecological and VDR polymorphism suggest that serum level of 25(OH)D inversely correlate with ovarian cancer risk. Mounting evidences have shown that cancer stem cells characterized with self-renewal play important roles in tumor recurrence and prognosis. Our preliminary results suggest that 1,25(OH)2D3, active of vitamin D, decreases the malignant transformation of mouse ovarian surface epithelial cells (MOSEC)and the occurrence of mice ovarian cancer induced by DMBA. Moreover, CD44 positive MOSEC was detected during long-term MOSECs culture. Therefore, in the current project, we are aiming to systematically investigate the effect of 1,25(OH)2D3 on the acquisition of cancer stem cell-like properties of ovarian cancer, and the tumorigenicity of cancer stem cells by using the following three models. (i) The tumor stem cells are detected and identified on malignant transformation progress of MOSEC. (ii) The tumor stem cells are isolated and identified in human ovarian cancer cell line SKOV-3. (iii) The tumor stem cells were isolated and identified on the fresh tumors obtained from diagnostic radical surgeries of epithelial ovarian cancer patients (designated different TNM). Our results will be helpful to understand the molecular mechanisms underlying the protective role of vitamin D in development of ovarian carcinoma, which will provide new clues to find the new measures of preventing and treating ovarian cancer. Forthermore, our research will develop the new function of vitamin D and enrich the content of the study of nutrition and tumor.

维生素D在肿瘤防治中的作用逐渐引起人们重视。大量研究报道血清25羟维生素D水平与卵巢癌发病率存在负相关。肿瘤干细胞理论为人们重新认识肿瘤的起源和治疗提供了新的方向和视角。课题组前期的工作发现维生素D可以抑制DMBA诱导的小鼠卵巢表面上皮细胞恶性转化和卵巢癌发生。而且，在卵巢表面上皮细胞培养过程中，我们发现了卵巢癌干细胞标志物CD44的表达。在此基础上，本项目一方面在卵巢表面上皮细胞恶性转化过程中寻找肿瘤干细胞；另一方面分离培养人卵巢癌细胞株SKOV-3和卵巢癌患者肿瘤组织中的肿瘤干细胞，在此基础上研究维生素D对这三种卵巢癌干细胞特性获得和在祼鼠体内成瘤性的影响，并探讨VDR/beta-catenin/TCF4信号通路与维生素D作用的关系。揭示维生素D抑制或延缓卵巢癌发生与卵巢表面上皮细胞恶性转化的机理，为卵巢癌防治措施提供实验基础。同时，开发维生素D的新功能，丰富营养与肿瘤学研究内容。

维生素 D 在肿瘤防治中的作用逐渐引起人们重视。大量研究报道血清 25 羟维生素D水平与卵巢癌发病率存在负相关。因为周期性排卵启动的卵巢表面上皮细胞修复、在与输卵管交接部位发现的cancer-prone stem cell niche、以及上皮型卵巢癌的多种类型等原因，上皮型卵巢癌被认为是肿瘤干细胞起源的疾病。为了研究维生素 D对卵巢表面上皮细胞(Mouse ovarian surface epithelial, MOSE)自发恶性转化过程中肿瘤干细胞特性的影响，我们主要开展了以下三方面研究。第一，研究维生素D减少MOSE细胞恶性转化过程中肿瘤干细胞特性获得。实验发现，随着MOSE细胞的恶性转化过程，MOSE细胞中肿瘤干细胞的比例和自我更新能力逐渐增加，多能干细胞相关基因NANOG和SOX2的mRNA表达水平也逐渐上升。活性维生素D长期处理可以显著降低恶性转化的卵巢表面上皮细胞的干细胞比例和自我更新能力、以及NANOG转录水平。第二，研究维生素D对卵巢癌干细胞特性的影响。悬浮球形成和限制性稀释的实验结果表明，活性维生素D可以显著降低卵巢癌干细胞的自我更新能力。活性维生素D也明显降低Notch1和KLF4的转录水平。存活曲线结果表明活性维生素D不仅增加非卵巢癌干细胞对X射线的敏感性，也增加卵巢癌干细胞对X射线的敏感性。体内实验发现，对照组CD44+/CD117+细胞最多需要100个即可导致裸鼠体内成瘤，而维生素D处理组CD44+/CD117+细胞体内成瘤则需要445个。说明维生素D可以降低肿瘤干细胞样细胞体内致瘤能力。第三，研究VDR/β-catenin通路在维生素D抑制卵巢癌干细胞特性的作用。免疫荧光实验发现活性维生素D促进细胞核VDR表达增加，减少β-catenin从细胞质转移至细胞核，免疫共沉淀实验证实活性维生素D增加VDR与β-catenin直接结合，从而减少β-catenin向细胞核内的转移。总之，本研究结果表明维生素D抑制卵巢表面上皮细胞恶性转化，与其减少肿瘤干细胞比例和自我更新能力以及多能干性相关基因表达有关。而且维生素D还可以直接抑制卵巢癌干细胞特性，减少其在裸鼠的致瘤性。本研究结果为维生素D用于上皮型卵巢癌的防治研究提供了可靠的实验数据。