β肾上腺素能受体介导的信号通路对口腔鳞癌细胞的调控及其分子机制研究

Recently, more and more studies find out that beta adrenergic system corelate closely with the occurrence and development of solid cancers such as breast cancer and prostatic cancer, but very few studies involve in oral squamous cell carcinomas(OSCC) . Meanwhile,growing investigations show cancer stem cells have strong ability of self-renewal and proliferation,which are thought of the origin of the tumor, and key reason of tumor recurrence and metastasis or tolerance of chemotherapy and radiation therapy. Treatment target at etihter common tumor cells or cancer stem cell has its limitations.To provide a theoretical basis for the clinical application of adjuvant therapy of OSCC with beta blockers,we designed this study of the molecular mehanism of the signal system of beta adrenergic receptor mediating the deveolopment of oral cancer .The research focus on: (1) The distribution and quantity of cancer stem cells in oral squamous carcinoma tissue and their biological characteristics related to oral squamous carcinoma development (2)Distribution of each subtype of beta adrenergic receptors in oral squamous carcinoma tissues, oral squamous cancer cells and cancer stem cells (3) beta adrenergic receptors signaling pathways in promoting the development of oral squamous cell carcinomas (4)Feasibility of beta blockers suppressing morbidity and development of oral squamous cell carcinomas.

近来，越来越多的研究发现β肾上腺素系统和癌症的发生发展相关，但在口腔鳞癌的研究甚少。而肿瘤干细胞具有很强的自我更新和形成新的肿瘤细胞的能力，是肿瘤的起源，也是肿瘤复发、转移或化疗、放射治疗耐受的关键原因。只针对肿瘤细胞的治疗和只针对肿瘤干细胞的治疗都有其局限性，为探讨β肾上腺素受体介导的信号系统在口腔癌的表达及作用分子机制，本课题旨在研究（1）口腔鳞癌干细胞在口腔鳞癌组织中的分布和数量比例及其与口腔鳞癌发生发展相关的生物学特性（2） 各亚型β肾上腺素能受体在口腔鳞癌组织、口腔鳞癌细胞和干细胞中的表达规律（3）β肾上腺素能受体信号通路在促进口腔鳞癌发生发展中的调控作用和具体分子机制（4）β受体阻滞剂抑制口腔鳞癌发生，为β受体阻滞剂在癌症辅助治疗的临床应用提供理论基础。

本课题通过100例口腔癌石蜡标本的免疫组化发现口腔鳞癌组织的β1、β2肾上腺素受体高于癌旁组织以及正常组织，转移组鳞癌组织的β肾上腺素受体高于非转移组。经随访病人后分析发现β1、β2肾上腺素能受体高表达的患者生存率均低于低表达者。在此基础上再取60例口腔癌新鲜组织及15例正常口腔黏膜上皮新鲜组织通过PCR、WB实验验证了上述结果。随后在细胞水平上通过分选培养口腔鳞癌干细胞，结合运用生物信息学、蛋白质生物化学、细胞生物学等方法与技术，对β肾上腺素能受体介导的信号通路对口腔鳞癌细胞的调控的分子机制进行了初步研究。我们通过PCR及WB用口腔鳞癌细胞系Cal27、SCC9和SAS与正常细胞进行比较发现口腔鳞癌细胞系的β1及β2肾上腺素能受体表达均高于正常细胞。进而从6例口腔鳞癌病人的癌组织中成功培养肿瘤原代细胞；并分选得到6例口腔鳞癌肿瘤干细胞，且细胞干性得到良好验证。用所分选出来的6例肿瘤干细胞与正常细胞进行PCR以及WB实验发现口腔癌干细胞的两种受体的表达均高于正常细胞。随后通过CCK8实验、划痕实验和Transwell实验验证了β2肾上腺素能受体阻滞剂能抑制口腔癌干细胞以及不同细胞系的增殖、迁移以及侵袭。最后用高通量测序发现用药后有268个基因上调，748个基因下调以及包括PI3K-Akt及MAPK在内的18个有意义的信号通路。在综合上述结果，本研究验证了β1、β2肾上腺素受体在口腔癌及癌旁组织的表达均高于正常口腔黏膜组织，以β2肾上腺素受体为主，参与了口腔鳞癌干细胞成瘤、增殖、侵袭及迁移的调节，为探讨β肾上腺素能受体介导的信号通路对口腔鳞癌细胞的调控的分子机制奠定了坚实的工作基础。同时对于认识PI3K-Akt及MAPK等信号通路在口腔鳞癌干细胞的作用提供了重要的启示性线索。项目资助发表SCI论文1篇，中文论文2篇。培养硕士生7名，其中3名已经取得硕士学位，6名在读。项目投入经费47万元，已支出33.99万元，各项支出基本与预算相符。剩余经费13.01万元，剩余经费计划用于本项目研究后续支出。