鼻咽部共生细菌作用下鼻咽上皮细胞的改变及其表观遗传学机制

In our previous studies, through a culture-independent method, we identified that there is a unique micro flora in the human nasopharynx, which contains some speical bacteria species. We hypothesis that treated by these unique species, nasohpayngeal epithelia cells might be regulated by epigenetic mechanisms. The regulation might play a role in the multi-step process of nasopharyngeal carcinogenesis. In this study, we will treat the immortilized nasopharyngeal epithelia cells with those special bacteria species which are selected by our previous study and setup a co-culture modle. We will observe the impact on the biological behavior changes and to explore epigenetic regulation of nasopharyngeal epithelia cells under the microenvironment created by such bacteria species. The study will provide valuable clues and basic knowledge for further research of the mechanism of multi-step nasopharyngeal carcinogenesis driven by the interaction of environmental carcinogens, the unique nasopharyngeal microflora, and EBV.

我们的前期研究利用非培养的方法发现鼻咽部有独特的微生物环境和一些特有的菌种。我们提出假设，在鼻咽部特有的共生细菌作用下，鼻咽上皮细胞发生表观遗传学改变，这些改变可能在鼻咽上皮细胞的多步骤癌变中扮演一定角色。因此，本研究将利用前期工作中筛选出的鼻咽部特有的共生细菌处理体外培养永生化的鼻咽上皮细胞，建立鼻咽上皮细胞与鼻咽部共生细菌共培养的模型，观察上述细菌对鼻咽上皮细胞生物学行为的影响，并探索鼻咽上皮细胞在这些细菌营造的微环境下发生怎样的表观遗传学改变。为进一步研究在环境致癌物、鼻咽部的特殊微生境和EBV的交互作用下，正常鼻咽上皮细胞多步骤癌变机制提供线索和基础数据。

本研究通过建立鼻咽部共生菌与鼻咽上皮细胞共培养的模型，发现共生菌对正常鼻咽上皮和鼻咽癌细胞有不同的作用：正常鼻咽上皮细胞在革兰阳性菌及其细胞壁成分肽聚糖刺激下产生强烈炎性反应，促进炎症因子和趋化因子IL6，IL8，IL1及CXCL2的转录表达；而对革兰阴性菌细胞壁成分脂多糖的炎性反应较弱。对鼻咽癌细胞，共生菌无法激活细胞的炎性反应，但可影响EB病毒的潜伏感染状态。进一步，我们发现正常和癌细胞对共生菌异化反应的主要原因可能是肽聚糖可显著促进正常鼻咽上皮细胞而非鼻咽癌细胞的NF-κB发生核转运。并阐明了其三个可能的分子机理：1、鼻咽癌细胞浆脂肪滴堆积阻碍了NF-κB的激活；2、鼻咽癌细胞泛素化修饰酶E2 UBE2L6表达下调减少了NF-κB抑制因子I-κB的降解；3、鼻咽癌细胞LSD1的过表达抑制炎症因子和趋化因子的转录。我们还发现革兰阴性细菌可显著上调正常鼻咽上皮细胞的甲基转移酶活性，从而导致抑癌基因P16基因DNA启动子区CpG岛高甲基化并使其转录失活。这些结果阐明了鼻咽部共生菌对鼻咽上皮细胞的基因表达调节及其机制，提示鼻咽部共生菌对鼻咽上皮细胞的作用，可能参与鼻咽癌的发生。