自噬调控代谢重编程介导口腔鳞癌侵袭转移的分子机制

Autophagy has a pivotal role in invasion and metastasis cascade. However, the molecular mechanisms are still not clear in autophagy mediated invasion and metastasis. Recently, researches demonstrated that metabolic reprogramming could regulate EMT. In our previous study, we found that hypoxia and starvation could induce autophagy, Warburg metabolic reprogramming and EMT. Interestingly, Warburg metabolic reprogramming was also confirmed in TGFβ1-induced EMT. More importantly, Warburg metabolic reprogramming and EMT were partially blocked after inhibition of autophagy with Beclin1 shRNA. Based on these findings, we propose that autophagy may regulate metabolic reprogramming to promote EMT and/or invasion. In this project, we will establish autophagy and EMT model with TSCC cells treated by hypoxia, starvation and TGFβ1, evaluate the effect of autophagy on metabolic reprogramming and EMT, and then, investigate its molecular mechanism in autophagy mediated EMT.

自噬对肿瘤侵袭转移具有重要调控作用，其机制仍不完全清楚。最近有研究证实，代谢重编程可以调控EMT或肿瘤侵袭转移。本课题组前期研究发现：低氧和饥饿诱导口腔鳞癌细胞发生自噬的同时，也会出现Warburg代谢重编程和EMT样改变；沉默Beclin1抑制自噬后， Warburg代谢重编程及EMT均被部分抑制；此外，我们在采用TGFβ1诱导EMT过程中，也伴发有Warburg代谢重编程。基于上述发现，我们推测：代谢重编程可能是联系自噬和EMT的重要枢纽，自噬可调控代谢重编程而促进EMT或侵袭转移。本项目拟在前期工作基础上，利用低氧、饥饿诱导建立细胞自噬模型，同时采用TGFβ1建立细胞EMT模型，评价糖代谢在自噬和EMT过程中的作用；再以此为基础，应用全基因组表达谱芯片筛选分析代谢相关基因及通路，探讨自噬调控代谢重编程促进EMT的分子调控机制，为口腔鳞癌侵袭转移干预和治疗提供实验依据。

口腔鳞状细胞癌是口腔颌面部最常见的恶性肿瘤，具有恶性程度高，易发生颈淋巴结转移及预后差等特点，而自噬和代谢重编程对肿瘤侵袭转移具有重要调控作用。本课题拟通过低氧和饥饿诱导建立细胞自噬模型，TGF-β诱导建立口腔鳞癌细胞EMT模型，评价自噬，糖酵解和EMT在上述过程中的变化情况以及对口腔鳞癌恶性进展的影响。再以此为基础，进一步筛选、分析和验证口腔鳞癌自噬及EMT过程中均发生效应的关键代谢相关分子及其信号通路。分析评估上述关键节点分子与口腔鳞癌患者临床病理及预后的关系，阐明糖代谢影响自噬促进口腔鳞癌侵袭转移的分子机制。. 研究发现，已成功构建口腔鳞癌细胞自噬和EMT模型，在上述模型条件下，糖代谢能力，细胞的迁移和侵袭能力均增强。并筛选和验证出调控糖代谢的关键基因PFKP和HKII，沉默PFKP和HKII均可抑制口腔鳞癌细胞自噬活性和细胞的侵袭转移，并且 PFKP和HKII的表达与口腔鳞癌患者的病理分化，临床分期和淋巴结转移密切相关。进一步研究发现糖代谢另一关键酶LDHA在口腔鳞癌患者中亦呈高表达，与口腔鳞癌患者的病理分化和T分期密切相关。体内和体外实验研究证实LDHA可增强糖代谢和上皮间充质转化进而促进口腔鳞癌的恶性进展。. 本课题深入研究了自噬和代谢重编程与口腔鳞癌EMT及侵袭转移的关系，完善和补充了影响口腔鳞癌侵袭转移的分子机制网络，阐明了糖代谢影响口腔鳞癌自噬和侵袭转移中关键的信号分子，可望为口腔鳞癌侵袭转移干预和治疗提供潜在的抗癌治疗靶点。