Twist1逆向调控STAT3通路介导人结直肠癌肿瘤干细胞多药耐药及机制研究

Colorectal cancer (CRC) is one of the most common cancers and remains the leading cause of cancer-related deaths worldwide. Multidrug resistance (MDR) is one of the main reasons of its therapeutic failure. Both Epithelial-mesenchymal transition (EMT) and cancer stem cells (CSCs) can lead to MDR, and there is a close link between EMT and MDR, but the exact mechanisms are still unclear.Twist1 is one of the transcription factors regulation of EMT. In our previous experiments, we found that the overexpression of Twist1 (regulated by STAT3) was detected in the chemoresistant colorectal cancer cells enriched for cancer stem cells, the protein expressions of p-STAT3 (involved in regulation of CSCs) and its downstream target molecules P-gp and Survivin (associated with MDR) were significantly decreased, suggesting that Twist1 might mediate MDR caused by CSCs through a reverse regulation of STAT3 pathway in human colorectal cancer. We designed relevant experiments in vitro and in vivo to validate our speculation.By carrying out the project, we expect to further investigate the effect and mechanism of Twist1 to MDR caused by colorectal cancer CSCs, and may provide a new target and the starting point for treatment of CRC.

结直肠癌是发病率及肿瘤致死率均较高的恶性肿瘤。对化疗药物多药耐药(MDR)是其治疗失败的主要原因。上皮间质转化（EMT）和肿瘤干细胞（CSCs）均可导致MDR，而且EMT与MDR之间存在密切联系，但其具体的机制目前仍不清楚。我们在前期实验中发现，参与EMT调控的转录因子Twist1（受STAT3调控）在富集CSCs的人结直肠癌耐奥沙利铂细胞株中高表达，采用RNA干扰技术沉默其表达后，参与CSCs调控的STAT3通路激活标志p-STAT3及其下游与MDR相关的靶分子P-gp及Survivin表达明显下降，提示Twist1可逆向调控STAT3通路介导CSCs所致的MDR。本项目通过设计相关体外及小鼠体内实验来验证我们的推测。本项目的开展，期望能够深入探讨Twist1对结直肠癌CSCs所致的MDR的调控作用及其具体调控机制，为结直肠癌的治疗提供一条新的思路。

结直肠癌(CRC)是发病率及肿瘤致死率均较高的恶性肿瘤，对化疗药物多药耐药（MDR）是CRC治疗失败的主要原因之一。研究发现上皮间质转化(EMT)及肿瘤干细（CSCs）在肿瘤MDR中均具有重要作用，而且EMT与CSCs之间存在密切联系，肿瘤细胞在EMT过程中可以获得CSCs表型，同时CSCs也具有EMT特性，调控EMT的因子也参与了CSCs的调控。因此，研究EMT及CSCs所致MDR的耐药机制，寻求针对EMT和CSCs的治疗靶点，对于逆转MDR及改善CRC患者预后具有重要意义。受本项目基金资助，我们完成了以下三大方面内容：（1）执行项目计划的结果：①对CRC细胞株过表达Twist1后，细胞的“CSCs特性”增强（体外克隆形成能力、免疫缺陷小鼠成瘤能力增强、CSCs标记物表达增高、耐药性增强），其机制与激活STAT3信号通路有关；②对化疗药物奥沙利铂富集的结直肠癌CSCs沉默其Twist1基因后，细胞“干性”减弱、化疗药物敏感性增强，其机制与抑制STAT3信号通路有关；③Twist1/miRNA539/STAT3信号轴促进CRC细胞获得“干性”及MDR。上述研究结果证实了Twist1可逆向调控STAT3通路调节结直肠癌CSCs所致的MDR，为CRC的治疗提供一条新的思路及治疗靶点；（2）对之前主持的项目进行深入研究，发现Oct4B1可以通过促进结直肠癌EMT过程并调节CSCs的自我更新，机制与调节miR-8064/PLK1有关；（3）新的研究发现：①hnRNPAB在CRC中表达增高，与患者预后差有关；②hnRNPAB在结直肠癌CSCs中高表达，其表达水平受能够调控结直肠癌CSCs的自我更新的Oct4B1基因调控，过表该基因可以促进结直肠癌“CSCs特性”获得；③LncRNA-NONHSAT136151在结直肠癌CSCs中高表达，其具有调控CSCs自我更新的作用，④蛋白质组芯片及RNA pull-down实验证实LncRNA-NONHSAT136151与hnRNPAB结合形成复合物，二者可以调节Wnt信号通路关键因子CTNNB1的mRNA稳定性，据此，我们推测NONHSAT136151-hnRNPAB蛋白复合物调节CTNNB1的mRNA稳定性，调节Wnt通路进而调控结直肠癌CSCs的自我更新，该推测有待进一步研究来证实。