有效清除端粒功能缺陷诱发的衰老细胞抑制OSCC肿瘤发生及恶性发展的研究

Aging is the most risk factor of oral squamous cell carcinogenesis, however, the current prevention and therapy strategies of oral squamous cell carcinoma (OSCC) can’t meet the challenge of China’s aging problem. It is an important potential way to cure OSCC via disruption of telomere maintenance and induction of telomere dysfunction. However, accumulation of senescent tumor cells resulted from telomere dysfunction will promote cancer malignant development. According to these, we draw the hypothesis that suppress OSCC tumorigenesis and malignant development via efficient elimination of telomere dysfunction-induced senescent cells. We will study the following goals. ① We will isolate and keep culturing the primary oral mucosal cells, and draw the phenotypes of senescent oral mucosal cells. Moreover, we will identify the pro-survival Senescent Cell Anti-apoptotic Pathways. ② Screen and identify the efficient approach to get senescent cells through induction of telomere dysfunction. ③ Screen and identify the senolytic reagents which can eliminate the senescent cells efficiently. ④ Finally, we need to verify the effect of combination therapy on the occurrence and malignant development of OSCC at the cellular and animal levels, respectively. Thus, it may be a new way to prevent oral squamous cell carcinogenesis or cure OSCC.

衰老是OSCC致病的最大危险因素，然而，当下OSCC的预防和治疗方案却难以应对我国日趋严重的老龄化问题；破坏端粒维持机制、诱发端粒功能缺陷是OSCC治疗重要的潜在途径；然而，端粒功能缺陷所诱发的肿瘤衰老细胞堆积却会促进肿瘤的恶性发展。基于此，我们拟通过及时、有效地清除端粒功能缺陷所引发的衰老细胞来抑制OSCC发生和恶性发展，课题将展开以下研究：①分离和连续培养正常口腔黏膜细胞，建立口腔黏膜细胞衰老的分子标记图谱，并通过转录组数据分析鉴定口腔黏膜衰老细胞相关的促存活和抗凋亡通路；②筛选有效引发端粒功能缺陷诱发OSCC细胞衰老的药物；③筛选鉴定有效清除正常口腔黏膜衰老细胞及OSCC衰老细胞的药物；④分别在细胞水平和动物水平联合用药验证及时、有效清除端粒功能缺陷引发的衰老细胞抑制OSCC发生及恶性发展的效果；从而为OSCC的预防和治疗提供全新思路。

口腔癌是最常见的头颈肿瘤类型，目前，其主要的临床治疗方案仍是传统的手术、放疗及化疗手段，然而，部分病人在接受传统放化疗治疗时存在肿瘤加速转移和病人加速死亡的现象，其分子机制需要进一步阐明；同时，越来越多证据表明，衰老是肿瘤发生的最高风险因素。但是，目前衰老相关的分子机制与肿瘤发生发展之间关系的研究仍需进一步加强。基于此，本项目着重探索了细胞衰老与口腔癌临床治疗及其恶性侵袭转移之间相互关系的机制。围绕这个目标，我们依次开展了以下研究内容：①从新鲜口腔黏膜组织中分离获取原代成纤维细胞及上皮细胞，鉴定细胞衰老进程，并确立衰老相关的鉴定标志；②明确了口腔癌治疗过程中广谱类化疗药物会诱使正常成纤维细胞进入衰老进程，并通过RNAseq及传统分子生物学等技术阐述了衰老细胞表达谱的特点；③通过共培养等方式，明确化疗药物诱发产生的衰老细胞可以增强口腔癌细胞的体外侵袭能力的特点，进一步探索了其分子机制，我们发现衰老细胞会持续的释放多种细胞因子，从而改变口腔癌细胞生存的微环境，最终导致口腔癌细胞侵袭转移能力增强；④基于上述结果，我们认为，有效地清除衰老细胞，是潜在抑制或减缓口腔癌细胞侵袭的方法，为此，我们尝试了senolytic药物与化疗药物联合使用的方案，数据显示，senolytic药物可以有效的清除化疗药物使用所诱发的衰老成纤维细胞，通过净化微环境的方式减弱了口腔癌细胞的体外侵袭能力，最后，我们尝试探索其分子机制，发现senolytic药物可以通过促进衰老细胞凋亡的方式有效清除衰老成纤维细胞。综上所述，本项目的研究具有重要的潜在临床应用价值，通过senolytic药物与传统广谱化疗药物的联合使用，为抑制化疗药物使用引发的恶性浸润和转移提供了新的思路。