舌鳞癌细胞通过程序性坏死相关炎症动态调控CTC转移模式的作用机制

Lymph node metastasis in one of the most significant prognosis factor for tongue squamous cell carcinoma. Necroptosis-associated inflammation play an important role in the progress of cancers. Recently, it is reported that tumor cells interconvert between different phenotypes. It is also reported that circulating tumor cell CTC dynamics in the functional metastasis states, but the mechanism is uncertain. Our previous study showed that chronic inflammation and immunosuppression exist in the microenvironment and metastatic lymph nodes of TSCC, necroptosis happened in TSCC cells. Inflammation can regulate transcription factor expression and subcellular transfer, and then regulate reversible dedifferentiation of TSCC cells. Based on these results, we propose that TSCC cells regulate CTC metastatic state via necroptosis-associated inflammation to increase lymph node metastasis. We will at first investigate the necroptosis and its regulating mechanism in TSCC microenvironment, and then regulate necroptosis-associated inflammation and observe the change in CTC`s phenotype and function, define the TSCC CTC metastatic state. At last, we will stop the workshop of “necroptosis-inflammation-CTC metastatic state-lymph node metastasis” to evaluate its significant in prevention and treatment of TSCC lymph node metastasis.

颈淋巴转移是影响舌鳞癌预后的最重要因素。程序性坏死相关炎症在肿瘤的发生发展中扮演极其复杂的角色。最新发现，肿瘤细胞存在特殊的转移模式，使其在极早期即可实现转移；肿瘤循环细胞CTC发生动态转换，获得更有利于转移的能力，但调控机制未明。我们发现，舌鳞癌微环境及转移淋巴结都存在慢性炎症及免疫抑制微环境，舌鳞癌细胞发生程序性坏死。同时发现，炎性环境可以改变舌鳞癌细胞转录因子的表达、转录后修饰及亚细胞分布，进而调控细胞可逆性去分化。据此，本课题组率先提出：舌鳞癌细胞可能通过程序性坏死相关炎症调控CTC转移模式，促进颈淋巴转移。本研究拟首先探讨舌鳞癌细胞程序性坏死的发生及调控，进而调控程序性坏死相关炎症，探讨对CTC的影响及作用机制，定义舌鳞癌CTC转移模式，最后通过阻断“程序性坏死-慢性炎症-CTC转移模式-淋巴结转移”对话通路，探讨对颈淋巴转移的监测、预防及治疗作用，为舌鳞癌防治提供新的思路及靶点

程序性坏死是近年新发现的一种程序性细胞死亡形式。区别于传统凋亡，程序性坏死以坏死样形态学表现、程序性坏死通路调控及大量损伤相关分子模式（Damage associated molecular patterns，DAMPs）释放为主要特征。肿瘤中的程序性坏死可能存在“双刃剑”样作用。一方面诱导程序性坏死可克服肿瘤凋亡抵抗、放化疗增敏、促进局部抗肿瘤免疫反应等。而另一方面，程序性坏死可通过释放DAMPs诱导局部慢性炎症及免疫抑制、塑造细胞因子微环境等多种途径促进肿瘤的发生发展。我们猜想，程序性坏死DAMPs的释放并非单纯细胞内容物的被动“漏出”，还包含“程序性”调控下的主动“释放”，因而其DAMPs在组成及功能上具有肿瘤特异性。本项目中，我们首先通过组织学分析揭示了程序性坏死在头颈鳞癌中广泛存在，且与头颈鳞癌患者不良预后相关。进而使用头颈鳞癌细胞株分别构建并验证了程序性坏死的体内、外模型。利用以上模型，我们发现程序性坏死的肿瘤细胞可通过释放损伤相关分子模式促进邻近肿瘤细胞的侵袭转移；程序性坏死DAMPs可激活邻近肿瘤细胞内NF-κB及STAT3通路诱导细胞发生上皮间充质转化。Label-free蛋白质组学分析揭示了头颈鳞癌程序性坏死细胞中特异性DAMPs组成，并发现一组干扰素刺激基因（interferon-stimulated genes，ISGs）显著上调。进一步机制研究发现，程序性坏死早期，线粒体DNA释放可通过激活胞内cGAS-STING信号通路促进死亡细胞表达并释放ISGs。其中，ISG15作为重要功能组分，可激活RAGE通路并诱导肿瘤细胞EMT，促进肿瘤细胞侵袭转移。本研究系统性阐述了程序性坏死在头颈鳞癌进展中的作用机制，为深入理解头颈鳞癌微环境异质性及寻找治疗新靶点提供了理论依据。