奥美拉唑非抑酸途径的新机制——调控Barrett食管中Hedgehog信号通路的作用研究

The mechanism that contributes to the progression of Barrett's esophagus (BE) has not been elucidated, nor the chemoprevention strategies for esophageal adenocarcinoma been recognized. Previous work implicated that hedgehog signaling was involved in the differentiation of squamous epithelium toward an intestinal-type columnar epithelium, suggested hedgehog signaling may be a possible driver of BE. And the potential inhibitors of the hedgehog pathway may be used in the treatment of BE. Recently, we have set up BE organoids for exploration of the pathogenesis of BE. Our date showed that omeprazole decreased the mRNA and expression of Gli1 and Sox9 in BE organoids, BE cells and normal esophagus epithelium cells. Thus, we hypothesized that omeprazole might possess acid-independent mechanism, and contribute to the modulation of hedgehog signaling in BE. To explore this hypothesis, we study the effects of Omeprazole on the regulation of hedgehog signaling in BE. Our aim is to further elucidate omeprazole's potential acid-independent mechanism in BE.

Barrett食管（BE）发病的分子机理一直是研究热点。研究发现调控众多柱状上皮及鳞状上皮标志基因的Hedgehog（HH）通路异常激活,是BE发生及肠上皮化生的驱动者。靶向HH通路的抑制剂可能阻止BE进程。近期我们成功建立了BE organoids（类器官）培养系统用于探索影响BE进程，与HH通路相关的药物。我们发现：在BE organoids、BE细胞 及正常食管上皮细胞中，奥美拉唑可抑制HH通路转录因子Gli1、柱状上皮标志基因SOX9的转录及蛋白表达。据此我们设想奥美拉唑可能参与调控BE中HH通路并影响BE进程。本项目将以前期发现为基础，深入研究：①BE病程中奥美拉唑干预后的转录组学差异。② 在BE细胞、BE organoids、Swiss Webster鼠体内明确奥美拉唑对HH通路及其下游基因的影响。③探究奥美拉唑调控HH通路的具体分子机理。旨在揭示PPi的非抑酸途径新机制。

Barrett’s食管（Barrett's esophagus, BE）是迄今为止唯一公认的食管腺癌癌前病变，异常激活的Hedgehog（Hh）通路，可能是BE发生的“驱动者”，因此靶向Hedgehog通路的抑制剂可能阻止BE进程。临床研究结果显示，质子泵抑制剂（Proton-pump 抑制物, PPIs）降低BE患者发生食管腺癌的风险，而H2受体阻滞剂却没有这种作用，提示PPIs可能存在抑酸作用之外的其他机制，因此我们拟探究PPIs对BE进程的影响。在此，我们着重探究奥美拉唑对Hedgehog通路及其下游化生上皮标志基因SOX9、CDX2的影响。我们发现，在BE细胞中，胆酸可上调Hedgehog通路靶基因GLI1及PTCH1的表达，同时也上调SOX9、CDX2表达，而奥美拉唑可以下调这些基因，然而，法莫替丁却没有这些作用。此外，奥美拉唑下调SOX9、CDX2表达的作用是由Hedgehog通路介导的。为探索奥美拉唑下调Hedgehog通路的具体机制，我们采用荧光素酶方法，结果提示奥美拉唑对于Hedgehog通路核心转录因子GLI1的启动子区没有调节作用。所以我们使用microRNA测序和生物信息学技术分析BE类器官中受奥美拉唑调节的microRNA，发现奥美拉唑对于Hedgehog通路以及SOX9、CDX2的抑制作用是由miR-2116-3p介导的。总之，奥美拉唑通过上调miR-2116-3p抑制Hedgehog通路及其下游SOX9、CDX2表达。因此我们的研究提示：奥美拉唑治疗BE的机制包括两个方面，一方面是通过经典的抑酸作用，降低酸的化学损伤；两一方面是通过抑制Hedgehog信号通路激活，进而阻滞BE进程。