靶向Axin2表达细胞在食管鳞癌中的治疗作用研究

Esophageal cancer is one of the four most deadly cancers in China. It has an extremely aggressive and very high mortality rate. The total 5-year survival rate of the esophagus is only 15% to 25%. In our previous experiments, we found that the Axin2 gene was expressed in a small number of esophageal cell. Our cell lineage-tracing results showed that Axin2-expressing cells have long-term self renewal capacity and have potential of differentiation into multiple cell types. Our results also showed that the Axin2-expressing cells participate in the progression of esophagus squamous cell carcinoma and display tolerance to chemotherapy. However, the molecular regulatory mechanism of Axin2-expressing in esophageal squamous cell carcinoma and whether Axin2 can be used as a target cell for treatment are still unknown. Based on our findings, we propose to study the characteristics of Axin2-expressing cells in esophageal squamous cell carcinoma and the molecular mechanisms underlying the regulation of the stemness of Axin2-expressing cells in vivo. Finally, we propose to investigate the possibility targeting Axin2-expressing cells combined with chemotherapy as a new strategy for the treatment of esophageal squamous cell carcinoma.

食管癌是中国四大致死癌症之一，具有极强的侵袭性和非常高的死亡率，总体5年生存率只有15%到25%。我们前期实验发现发现Axin2基因在少数的食管细胞增生与食管鳞癌样本的癌细胞中有表达。用细胞示踪技术发现Axin2表达细胞在老鼠体内存在长期自我更新能力，并存在分化为多种细胞的潜能。进一步细胞示踪结果表明，Axin2表达的肿瘤干细胞在体内能参与食管鳞癌的发生发展和对化疗耐受。然而，体内食管鳞癌Axin2表达肿瘤干细胞的分子调控机制以及Axin2是否能作为治疗的靶向细胞仍然未知。本课题拟在前期研究工作基础上，以食管鳞癌中的Axin2表达细胞为切入点，分析Axin2表达细胞在食管鳞癌发生中的作用;阐明Axin2表达细胞的在食管鳞癌中的干性调节分子机制;最后探索并开发抑制Axin2表达细胞结合化疗药的组合疗法作为治疗食管鳞癌中的新策略。

食管癌是一种常见的恶性肿瘤，发生于食管黏膜上皮，主要由食管鳞状细胞癌(ESCC)和食管腺癌(EAC)两种组织类型组成。中国是世界上食管癌的高发国家，也是世界上食管癌高死亡率的国家之一。当前研究已经表明吸烟、饮酒、亚硝胺等致癌物质以及霉菌等均是食管癌的危险因素。大多数食管癌患者被诊断为晚期，食管鳞癌患者因复发和远处转移较高，5年生存率维持在10%左右。有研究表明，肿瘤起始细胞(TIC)或肿瘤干细胞(TSC)是肿瘤复发和转移的主要原因。本研究利用4-硝基喹啉(4NQO)诱导Bmi1CreER，RosatdTomato 和RosaDTA 小鼠ESCC形成，结合遗传谱系示踪和单细胞测序技术，探讨Bmi1+细胞与肿瘤起始细胞的关联。通过谱系示踪的方法，我们发现在食管癌基底膜附近有一群表达Bmi1的细胞亚群，并且发现Bmi1+细胞分化出的子代细胞随着时间的推移逐渐发育为食管鳞癌的肿瘤实质细胞，食管鳞癌Bmi1+细胞在体外可以形成球状细胞。本研究还利用Bmi1CreER；RosatdTomato和Bmi1CreER；RosatdTomato ；RosaDTA转基因小鼠进一步发现，他莫西芬诱导Bmi1+细胞凋亡后，肿瘤内几乎没有Bmi1+细胞。消融Bmi1+细胞后，ESCC肿瘤病变数量减少，ESCC细胞的凋亡比例增加，增殖能力降低，三种肿瘤起始细胞标记物(CD44、Tp63和Krt5)在ESCC中的表达降低。最后我们使用Bmi1抑制剂(PTC-209)和顺铂联合治疗能有效抑制ESCC的进展。总之我们的数据表明，Bmi1+细胞在ESCC中充当TICs。