TRAIL介导的miR-9/CXCR4生物轴交联网络对口腔鳞癌自噬程序化细胞死亡的调控机制研究

Autophagy is a double-edge sword. In initial tumor development, autophagy plays an important role in inhibiting cancer initiation. On the contrary, autophagy is robustly activated in established tumors which are required for continued tumor malignant progression. Some studies have reported that Akt was rapidly and strongly phosphorylated by the chemokines and their receptors SDF-1/CXCR4 axis and thus activated mTOR signaling pathway, which resulting in the tumor metastasis because of enhancements of autophagic properties. In our previous study, we found that SDF-1 / CXCR4 biological axis and malignant progression of oral cancer are closely related. Also we identified that microRNA-9 was the upstream regulatory genes of CXCR4. In addition, we identified that TNF related-apoptosis inducing ligand regulated the autophagy of oral squamous cell carcinoma cells through regulating the microRNA-9/CXCR4 axis. The preliminary studies provided the theoretical foundation for later studies. This project investigate the dynamic effects and the regulation mechanism of TRAIL-mediated microRNA-9/CXCR4 axis on oral squamous cell carcinoma cells autophagy from cells, animals and molecular level, looking for the key molecular events for the biological behavior change effects of TRAIL on oral squamous cell carcinoma. This study will compare with the previous findings, looking for the new targets for tumor treatment and providing new ideas for the gene therapy of oral squamous cell carcinoma.

自噬是一把双刃剑，在肿瘤初始发生阶段，发挥了肿瘤抑制作用,对已经形成的肿瘤，自噬强力激活并促进恶性肿瘤进展。已有的研究已证实趋化因子及其受体家族SDF-1/CXCR4生物轴可以迅速诱导AKT磷酸化，活化mTOR信号通路，提高自噬活性造成肿瘤转移。通过前期研究，我们发现SDF-1/CXCR4生物轴与口腔癌恶性进展密切相关，证实了microRNA-9是CXCR4的上游调控基因，且肿瘤坏死因子相关的凋亡诱导配体TRAIL通过调控microRNA-9/CXCR4生物轴影响了口腔鳞癌的自噬过程，为本次研究提供了理论基础。本课题从细胞、动物及分子水平上探讨了TRAIL介导的microRNA-9/CXCR4生物轴交联网络对口腔鳞癌细胞自噬的动态影响及调控机制，寻找TRAIL作用口腔鳞癌引起生物学行为改变的关键分子事件，与前期研究结果进行对比分析，寻找新的肿瘤治疗靶标，为口腔鳞癌基因治疗提供新思路。

本研究目的是阐明TRAIL通过怎样的分子机制影响口腔鳞癌细胞的自噬过程及分子机制。首先我们证实SDF-1/CXCR4生物轴显著促进了口腔鳞癌的增殖及转移，且在正常浓度10%FBS的培养基中，慢病毒介导的CXCR4的沉默显著抑制了Tca8113和SCC-9口腔鳞癌细胞的增殖。2%低浓度FBS培养基的条件下肿瘤细胞的生存能力显著下降，然而在添加SDF-1后，细胞的生存能力又显著增强，提示了CXCR4/SDF-1信号通路对处于饥饿状态下的肿瘤细胞提供了保护作用。使用rsTRAIL预处理Tca8113和SCC-9细胞后，发现提示随着rsTRAIL作用时间的延长，miR-9的表达显著增强，且CXCR4的表达显著下降且LC3-II蛋白的表达显著增高。提示rsTRAIL影响了舌鳞癌细胞的自噬过程。此外，我们分析了正常组织和鳞癌组织细胞中TRAIL的表达情况，结果表明TRAIL在舌癌组织及细胞株中均出现不同程度的下调。通过使用慢病毒过表达miR-9，转染舌鳞癌细胞后发现，miR-9的过表达显著促进了舌鳞癌细胞的凋亡，提示TRAIL与miR-9共同作用下影响了肿瘤细胞的增殖能力。同时，将miR-9与肿瘤细胞不同时间共培养后发现，死亡受体5（DR5）的表达显著提高。Western检测发现，miR-9与TRAIL协同作用于舌鳞癌细胞后，通过显著改变凋亡相关蛋白cFLIPL，XIAP，Bid，DDR5的表达从而发挥了诱导肿瘤细胞程序性死亡的过程。为了验证体外实验的结果，我们构建了裸鼠鳞癌动物模型，后使用TRAIL及TRAIL+miR-9慢病毒载体行瘤体周围注射观察肿瘤细胞增殖情况。结果显示TRAIL+miR-9慢病毒载体混合注射组3周后出现了肿瘤的明显消退。通过对不同组肿瘤组织western进一步检测发现，miR-9与TRAIL协同作用于舌鳞癌细胞后，通过显著改变凋亡相关蛋白cFLIPL，XIAP，Bid，DDR5的表达从而发挥了诱导肿瘤细胞程序性死亡的过程。体内实验的结果较好的佐证了体外实验的结果。综上所述，本研究体内外实验证实了TRAIL可以通过miR-9/CXCR4/SDF-1生物轴影响肿瘤细胞的增殖及凋亡过程，主要是通过影响凋亡相关蛋白cFLIPL，XIAP，Bid，DDR5的表达而实现影响肿瘤细胞自噬进而影响到肿瘤细胞的恶性进展过程。