nAChR/Prx1轴在烟草相关口腔白斑细胞凋亡中的作用及机制

Peroxiredoxin 1 (Peroxiredoxins, Prx1), as a new multi-function thio-specific antioxidant protein, plays an important role in many diseases. At present, the correlation Prx1 to tabacoo related-oral leukoplakia has not been reported. In our previous study, for the first time，the Prx1 and nAChR overexpression were detected in oral leukoplakias, Prx1 was up-regulated by nicotine in Tca8113 cells, suggesting that Prx1 may be correlated to the pathogenesis of tobacco-related oral leukoplakia. In this study, The roles of nAChR and Prx1,the interaction of Prx1 and nAChR ,Prx1 binding proteins were detected in the tissues of human oral leukoplakia, oral precancerous cell line DOK cells, Prx1 knockout mice, Prx 1-/- embryonic fibroblast cells using Q-PCR, immunohistochemistry, Co-IP, ChIP assay. The aim of the study is to investigate the roles and the molecular mechanism of nAChR/Prx1 axis in the cell apoptosis of tobacco-related oral leukoplakia so as to provide the theory basis for the prevention and treatment of oral leukoplakia.

过氧化物还原酶 1（Peroxiredoxins，Prx1）是新定义多功能特异性巯基类抗氧化蛋白，与一些疾病的发生密切相关。目前有关Prx1与烟草相关口腔白斑发生相关性研究未见报道。前期研究首次发现Prx1、烟碱型乙酰胆碱受体（nAChR）在口腔白斑中表达增高;Prx1具有抗凋亡作用；尼古丁诱导口腔癌细胞Prx1表达增高，提示Prx1可能与烟草相关口腔白斑发生密切相关。本课题拟从人口腔白斑组织、口腔癌前病变细胞株、Prx1敲除鼠胚胎成纤维细胞及Prx1基因敲除小鼠口腔癌前病变动物模型三方面，采用Q-PCR、免疫组化、ChIP、Co-IP结合质谱分析等技术，研究烟草相关口腔白斑中nAChR、Prx1作用及其相互作用，明确Prx1结合蛋白、Prx1调控凋亡相关关键下游基因及MAPK信号通路作用，从而揭示nAChR/Prx1轴在烟草相关口腔白斑细胞凋亡中作用的分子机制，为口腔白斑防治提供理论依据

本课题从OLK细胞株、模式动物及临床标本三方面进行研究：.一、烟草和Prx1促进OLK发生发展. 4NQO 组中5/20只小鼠舌OLK上皮出现重度异常增生或原位癌，4NQO+尼古丁组10/20只出现上皮重度异常增生或原位癌，其中2只为OSCC。而Prx1敲除4NQO组仅有1/20出现上皮重度异常增生，未出现原位癌或OSCC。Prx1表达随着人小鼠OLK组织分级增加而增加。.二、.烟草通过作用nAChR/ Prx1轴抑制OLK细胞凋亡.（一）烟草抑制OLK细胞凋亡.尼古丁抑制DOK细胞及小鼠舌OLK组织凋亡，增加Prx1、p-ERK1/2表达，降低p-p38与p-JNK表达。与非吸烟组相比，吸烟组人OLK组织凋亡率降低，Prx1表达增加，p-JNK、p-ERK、p-p38表达均降低。.（二）Prx1抑制烟草相关OLK细胞凋亡.Prx1敲除导致DOK细胞及小鼠舌OLK组织凋亡率增加，p-p38和p-JNK表达增加，p-ERK1/2表达降低。尼古丁对Prx1敲除DOK细胞及小鼠舌OLK组织凋亡无明显影响。.（三）烟草通过作用α7nAChR/ Prx1轴抑制OLK细胞凋亡.尼古丁诱导DOK细胞及小鼠舌OLK组织α7nAChR、α3nAChR表达增高；吸烟组人OLK组织中α7nAChR、α3nAChR表达增高；抑制α7-nAChR导致DOK细胞凋亡率增加，Prx1及p-ERK1/2表达降低，p-p38、p-JNK表达增高；α3-nAChR敲除对以上蛋白表达均无明显影响。.（四）OLK中Prx1结合蛋白筛选与验证（已申请专利：201810462792.2）.通过LC-MS/MS及生信分析，筛选出15个相关Prx1结合蛋白;采用Co-IP、Duolink等法，在DOK细胞、Prx1野生和敲除小鼠及人OLK组织中证实８个Prx1蛋白结合;利用Co-IP、ChIP 等法发现尼古丁上调转录因子Ets1与PRDX1基因启动子区结合活性；敲低Ets1或Prx1可互为显著抑制。.三、新增：以Prx1为作用靶点,从30余种天然植物中筛选出嘧菌酯，可明显抑制DOK及OSCC细胞增殖，获发明专利。.小结：率先发现烟草相关OLK中8个Prx1结合蛋白，烟草通过α7nAChR/Prx1互作网络调控MAPK信号通路p38、p-JNK及p-ERK1/2磷酸化水平，抑制凋亡，促进OLK发生发展。