miR-143/miR-145与TLR4-NF-κB组成的信号调控网络在口腔鳞癌中的作用研究

The nonresolving inflammation (NRI) is involved in the multisteps of cancer development, such as tumorigenesis, cancer progression, invasion, metastasis, and resistance to radiation and chemotherapy. The clarification of the relationship and regulatory mechanism between NRI and cancer is helpful to understand cancer aetiology and to develop new anti-cancer treatment strategies. Our preliminary studies showed that the microRNA expression patterns varied in different periods of oral squamous cell carcinoma (OSCC) development. In addition, the Toll-like receptor signal pathway which associates with inflammation and immune also plays a critical role in transformation from NRI to OSCC. Bioinformatics analysis also suggested that miR-143 and miR-145, which belong to the same miRNA cluster, could negatively modulate the expression of some key molecules of TLR4/NF-κB signaling pathway. This study intends to adopt internationally recognized NRI malignant transformation disease model -Lichen planus and OSCC. Based on the Systems biology technology, the relationship between NRI and OSCC at both genetic and epigenetic levels may be dynamically determined. Identification of the molecular mechanism of malignant transformation of NRI lesion could provide some novel anti-cancer strategies and effective candidate targets to treat cancer through the confirmation of some key signal nodes and effect factors which can promote NRI malignant transformation.

非可控性炎症（nonresolving inflammation, NRI）参与了癌症的发生、发展、浸润转移和放化疗抵抗等病理过程。NRI与癌症之间关系和调控机制的阐明，有助于癌症病因的明确和治疗策略的发展。申请人前期研究发现，在口腔黏膜癌变和发展过程中存在microRNAs表达谱的变化；与炎症和免疫相关的Toll样受体信号通路也发挥了调控作用；生物信息学分析结果还提示，miR-143与miR-145簇对炎症相关的主要信号通路TLR4和NF-κB都具有靶向调控作用。本项目拟采用国际上公认的NRI恶性转化疾病模型-扁平苔癣类癌前病变和口腔鳞癌，针对癌发生和发展的关键过程，综合利用系统生物学技术，在表观遗传学和遗传学两个层面，动态解析口腔黏膜NRI和口腔鳞癌之间存在的必然联系，确定NRI恶性转化的基本调控网络以及促使癌变的关键节点和作用因子，为该类癌的诊断和治疗提供有价值的候选靶点。

miRNAs广泛参与肿瘤的发生及发展，其在非可控炎症相关口腔黏膜鳞癌中的调控机制尚未完全明了。在本项目资助下，研究了多个miRNAs分子及其调控网络在口腔黏膜鳞癌发生及发展中的重要调控功能。.主要结果有：①miR-144/451表达下调与临床口腔黏膜鳞癌的不良预后显著相关；通过转录因子PAX4在miR-144/451基因启动子区富集，达到抑制miR-144/451基因的转录和表达；ADAMTS5与ADAM10介导了miR-144/451对肿瘤细胞的调控作用。②miR-153在细胞发生上皮-间质转化的过程中显著下调；过表达miR-153可以促进间质样的细胞向上皮表型转化，而抑制miR-153的表达则引起上皮样细胞向间质表型转化；Snai1与ZEB2基因是miR-153的功能性靶基因。③miR-363在伴有淋巴结转移的口腔黏膜鳞癌组织中表达显著下调；MiR-363在口腔黏膜鳞癌中的调控靶基因是PDPN；甲基化特异性引物分析显示，DNA启动子高甲基化是miR-363表达下调的主要原因之一。④POSTN的转录和翻译水平在口腔鳞癌组织中均明显表达上调；POSTN的mRNA在口腔鳞癌组织中的表达水平与淋巴结转移显著相关；口腔鳞癌组织中POSTN大部分来源于以肿瘤相关成纤维细胞为主的肿瘤间质；口腔鳞癌相关成纤维细胞能促进口腔鳞癌细胞的增殖和转移；重组人POSTN蛋白能显著促进口腔鳞癌细胞的增殖、迁移和侵袭能力；沉默POSTN在肿瘤相关成纤维细胞中的表达可以抑制肿瘤细胞的增殖和转移能力，而在癌旁正常成纤维细胞中过表达POSTN则能促进肿瘤细胞的增殖和转移；与口腔鳞癌细胞共培养后癌旁正常成纤维细胞中POSTN的表达水平明显上调，而且口腔鳞癌组织中POSTN的表达水平与TGF-β3的表达水平呈正相关；体外实验证实，肺转移灶周围间质中POSTN的表达水平具有时间依赖性。结论是，POSTN主要来源于口腔鳞癌相关成纤维细胞；成纤维细胞和口腔鳞癌细胞相互作用后诱导上调的TGF-β3，能引起成纤维细胞中POSTN的表达升高，进而促进肿瘤细胞的增殖和转移。.结果表明：miRNAs及其调控网络在非可控炎症相关口腔黏膜鳞癌的发生和发展，以及临床预后中具有重要调控功能，对其调控节点的阐释，为miRNAs分子作为非可控炎症相关肿瘤诊断及治疗靶标提供实验资料。