Numb-p72亚型抑制食管鳞癌干细胞干性表型的作用及相关机制研究

Increasing evidences have demonstrated the existence of cancer stem cells (CSCs) in esophageal squamous cell carcinoma (ESCC) which contribute to tumor recurrence, metastasis, and chemotherapy resistance, however, the cellular and molecular pathways that control the stemness of CSCs remain largely unknown. Previous studies from our group have demonstrated that ectopic expression of Numb-p72 prevented ESCC proliferation, epithelial-mesenchymal transition, migration and invasion in cell culture system, as well as in vivo tumorigenicity in xenograft model (Oncotarget 2014). Further studies indicated overexpression of Numb-p72 could downregulate CSCs markers, such as SOX2, OCT4, ABCG2, decrease side population in ESCCs, suggesting Numb-p72 may play a role on regulating stemness of CSCs in ESCC. To further dissect molecular pathways that are involved in Numb-p72 mediated inhibition of CSCs, We found Numb-p72 could negatively regulate Notch1 pathway and interact with p53. Bioinformatic analysis revealed that Numb-p72 harbors functional domains that could potentially regulate Notch and p53 signaling pathways, which have been shown to play an important role on regulation of CSCs. Based on these discoveries, we hypothesized that Numb-p72 inhibits stemness of CSCs in ESCC through regulating Notch and/or p53 pathways. Accomplishment of the proposed studies in this application will not only shade light on the current understanding of regulation of CSCs in ESCC, but also provide novel target for treatment of human patients with ESCC.

研究表明食管鳞癌存在肿瘤干细胞并与复发转移、耐药等密切相关，但其调控机制不明。申请者已发现过表达Numb-p72能抑制食管鳞癌细胞间充质转换、细胞增殖及裸鼠体内成瘤性等（Oncotarget 2014）。进一步实验证明过表达Numb-p72使干细胞标志物表达下调，侧群比例下降，提示其可能与食管鳞癌干细胞表型相关。为探索Numb-p72调控肿瘤干细胞的分子机制，我们实验显示Numb-p72可抑制Notch1表达并与p53相互作用；生物信息学分析显示Numb-p72中存在可能调控Notch1和p53的多个功能域。基于以上发现，我们提出假设：Numb-p72可能通过调控Notch和/或p53通路抑制食管鳞癌干细胞干性。本研究将进一步阐明上述通路在Numb-p72调控食管鳞癌干细胞干性中的作用，明确Numb-p72调控Notch/p53的特异性功能域。为针对食管鳞癌干细胞治疗提供新的理论依据。

研究表明食管鳞癌存在肿瘤干细胞并与复发转移、耐药等密切相关，但其调控机制不明。进一步明确其机制可为针对食管鳞癌干细胞治疗提供新的理论依据。利用大样本的组织芯片和免疫组化、Western Blot等技术，我们发现Numb蛋白在食管鳞癌组织中异常高表达，且与临床预后相关。我们进一步发现在KYSE30细胞中，降低Numb的表达能够抑制细胞的增殖活性、促进凋亡，并且下调肿瘤干细胞标志物的表达，提示Numb及其亚型很可能通过调控了食管鳞癌的干细胞特性发挥了作用。利用流式细胞分选技术，我们阐明了Numb1(即Numb-p72)的干细胞特性，Numb1高表达在促进细胞球成形实验等的作用，该部分成果发表于Cancer Biology Therapy（2018）。我们进一步探究了Numb-p72对食管鳞癌干细胞的调控是否依赖于p53和/或Notch信号通路，然而，经过一系列的研究，我们并未发现这些潜在干细胞通路在食管鳞癌细胞中的干性调控作用。因此，我们将进一步探讨其是否通过其它通路，如Hedgehog-Gli1通路、Wnt-catenin通路等，目前该部分研究仍在紧张进行之中。课题组一直致力于食管癌的研究，通过高通量16S rRNA技术，我们发现食管鳞癌患者粘膜菌种组成及物种丰富度与正常对照存在明显差异，其中以梭杆菌属改变最为显著，提示食管粘膜菌群的改变可能与食管鳞癌的发生有关，我们将进一步明确微生物菌群在食管鳞癌发生过程中的作用及可能机制，为今后食管癌的防治提供全新的理论依据。食管癌围术期的营养及心理状态严重影响患者的预后，我们开展了一项基于运动、心理和营养的综合干预研究，以用于改善患者的围术期状态，加速患者的术后康复，实现食管癌术后康复的个体化，目前已取得初步成效。此外，我们还初步发现CHFR甲基化状态对潜在可手术切除的局部进展期食管鳞癌患者接受术前多西紫杉醇/顺铂新辅助化疗方案的疗效具有一定的预测价值。