人乳头状瘤病毒通过上调IL-13表达影响TGF-β/Smad信号通路促口咽癌发生的机制研究

In the last decade, the incidence of oropharyngeal cancer (OPC) has shown a sharp increase, in contrast to other head and neck cancers. Many attribute this to a rise in human papillomavirus (HPV)-related oropharyngeal cancer (HPV-OPC). We all knew that high-risk HPVs E6 and E7 integrated into host cells. E6 protein binds and promotes the degradation of the tumor suppressor p53 by an ubiquitin-mediated pathway, diminishing the ability of the cell to undergo apoptosis. E7 protein binds and degrades the retinoblastoma protein (pRb), resulting in loss of cell cycle control. Little information has been reported on couter immune-surveillance induced by HPV in OPC. Our pretest results showed IL-13 level was up-regulated in HPV positive cancer cells, but how E6 and E7 influence IL-13 and its downstream is worthy to be investigated deeply. We put forward the hypothesis that oropharyngeal mucosa epithelia infected HPV over-express IL-13 binding with IL-13Rα2 , then induce TGF-β signal transduction cascade. To testify the hypothesis, we will focus on HPV through up-regulating IL-13 and TGF-β and promoting OPC with immunochemistry, in situ hybridization, FCM, PCR and western-blot from molecular, cell, tissue to animal model. This project will provide new insight of OPC carcinogenesis and foundation of OPC therapeutic target.

口咽癌是头颈部与高危型人乳头状瘤病毒(human papillomavirus, HPV)感染最密切的肿瘤，已知HPV E6和E7作用于p53和RB使上皮癌变。但迄今，HPV引起的免疫反监视作用知之甚少。我们的预实验结果提示HPV+上皮癌变细胞高表达IL-13，HPV E6和E7如何作用于IL-13及其下游还有待进一步探讨。为此，我们提出假说：口咽部黏膜上皮感染HPV后高表达IL-13，与IL-13Rα2结合,诱导TGF-β并引起一系列级联反应。为验证这一假说，将通过口咽癌组织、HPV相关癌变细胞和模型，采用免疫组化、原位杂交、流式细胞术、PCR和Western Blot等手段，从分子、细胞、组织以及动物整体水平等多方面探讨HPV上调IL-13和TGF-β信号传导促进肿瘤发生。本研究将从HPV感染后的新通路揭示口咽癌的致癌新机理，为摸索治疗新靶点提供理论基础。

口咽癌是头颈部与高危型人乳头状瘤病毒(human papillomavirus, HPV)感染最密切的肿瘤，已知HPV E6和E7作用于p53和RB使上皮癌变。预实验结果提示HPV+上皮癌变细胞高表达IL-13，本项目试图研究人口咽癌中HPV与IL-13及其下游信号通路的关系，并验证假说：黏膜上皮感染HPV后高表达IL-13，与IL-13Rα2结合,诱导TGF-β并引起一系列级联反应。实际研究通过口咽癌组织、HPV阴性人口腔癌细胞和HPV阳性CaSki细胞，采用免疫组化、Western Blot、基因过表达和动物实验等手段，从分子、细胞、组织以及动物整体水平等多方面研究了过表达IL-13Rα2后细胞功能变化及对TGF-β1、Smad-2的影响，发现：191例原发性OPSCC中HPV16阳性者为22例，占11.5%。其中女性HPV16感染者的比例明显高于男性；扁桃体癌的HPV16感染率最高为70%(7/10)，显著高于其他部位。OPSCC HPV16阳性病例总体生存状况呈现预后较好的趋势； 体外建立稳定过表达IL13Rα2 CAL27和CaSki细胞株，细胞增殖和迁移能力下降，但细胞周期、凋亡和侵袭能力无明显变化，其下游细胞内信号蛋白TGF-β1和Smad-2表达也未见明显变化。裸鼠体内实验示人口腔癌细胞CAL27过表达IL13Rα2基因后成瘤体积缩小。故本研究结果说明L13Rα2基因能影响细胞功能，后续将深入研究其免疫监视中的作用。