MMP-7/MMP-10自分泌通路激活促进鼻咽癌转移的分子机制及应用研究

We have previously identified the most up-regulated cytokine profile which were associated with metastatic potential from the conditioned medium of highly and lowly metastatic potential nasopharyngeal carcinoma (NPC) cell lines by using the methodology of cytokine antibody array. After the examination of the cytokines with enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) in serum from metastasis and non-metastasis patients, We found that serum matrix metalloproteinase-7(MMP-7) and matrix metalloproteinase-10(MMP-10) were distinctly expressed in metastasis patients, suggesting that MMP-7/MMP-10 were correlated with NPC metastasis. ELISA and Western blot showed that the expression of MMP-7/MMP-10 in highly metastatic potential NPC cells was significantly higher than lowly metastatic potential NPC cells. Thus we suppose that autocrine MMP-7/MMP-10 signaling promotes NPC metastasis. We determine to further evaluate the clinical relevance of serum MMP-7 and MMP-10 with NPC metastasis and construct a Nomogram prediction model based on multiple predictors of TNM stage, EBV DNA copy, MMP-7 and MMP-10 in prospective large cohort patients. Next we plan to investigate the in vitro and in vivo role of MMP-7/MMP-10 in promoting the NPC cells motility, invasion and metastasis, and explore the molecular mechanisms underlying upreguation of MMP-7 and MMP-10. Therefore, the implement of our project is undoubtedly helpful to realize the accurate and reliable prediction of metastasis risk and be of great benefit of the patient selection for individualized treatment, and this will also provide targets for metastasis prevention and treatment.

申请者前期采用鼻咽癌高、低转移株的条件培养液，通过细胞因子抗体芯片筛选出差异分泌细胞因子表达谱，ELISA检测差异细胞因子在配对转移与非转移鼻咽癌患者初治前血清中的浓度差异，显示MMP-7/MMP-10与鼻咽癌转移密切相关。ELISA、Western blot证实鼻咽癌高转移株中MMP-7/MMP-10的表达水平显著高于低转移株。我们推测：MMP-7/MMP-10自分泌通路激活促进了鼻咽癌侵袭转移潜能。拟通过前瞻性大样本病例分析血清MMP-7/MMP-10浓度与鼻咽癌转移的关系，建立包括分期、EBV DNA、MMP-7和MMP-10的Nomogram转移预测模型；通过体内、体外实验进一步明确MMP-7/MMP-10在鼻咽癌侵袭转移的作用、表达上调的分子机制和作用的信号通路。本研究有助于实现鼻咽癌患者转移风险的准确预测，指导个体化综合治疗，并为远处转移的干预提供潜在靶点，提高鼻咽癌生存率。

随着放化疗技术的进步，尤其是调强放疗时代的到来，鼻咽癌患者治疗后的存活率得到了显著提高。然而，部分患者因根治性治疗后出现远处转移而存在较高的死亡风险，这成为鼻咽癌临床治疗的主要挑战。目前关于鼻咽癌患者远处转移的预测因素和随后的预后结局的信息有限，导致对于转移性鼻咽癌的最佳治疗方式仍然存在争论。在这项研究中，我们旨在鉴定具有预测和诊断价值的蛋白质生物标志物并探索其生物学功能和分子机制，为鼻咽癌的临床治疗提供新的靶点。.在一组转移潜能不同的鼻咽癌细胞株的培养上清中确定差异表达的细胞因子，对比低转移细胞株，总共检测到19种在高转移细胞株中上调的细胞因子。其中，通过酶联免疫吸附测定（ELISA）检测40例转移性与40例非转移性鼻咽癌患者血清中差异表达的细胞因子的表达水平，发现基质金属蛋白酶MMP-7和MMP-10与远处转移生存失败有关。应用多元COX回归分析和对数秩检验来评估MMP-7和MMP-10与生存结局的相关性，在包含391名NPC患者的训练队列中构建了基于蛋白质表达的新型预后模型，进而在包含457名NPC患者的验证队列中对其进行了验证。基于MMP-10的模型在验证队列中验证成功。 然而，在基于MMP-7的模型中，高风险组患者的生存期短于低风险组，且差异不显着。.随后，我们在鼻咽癌细胞中探索并确定了MMP-7或MMP-10促进转移的生物学功能。机制研究表明，MMP10的高表达激活了鼻咽癌细胞的JAK-STAT信号通路，从而促进细胞代谢和有氧糖酵解的重新编程。使用 JAK特异性小分子抑制剂Ruxolitinib可有效抑制STAT3 / 5的磷酸化和MMP10引起的需氧糖酵解，从而逆转其促进侵袭和转移的能力。.综合这些发现，可以得出结论：将MMP-10的浓度，N分期和EBV DNA相结合，能够增强鉴定和预测鼻咽癌远处转移治疗失败的预后价值，并为患者的个性化治疗提供有用的信息。新发现的MMP10促转移机制为充分理解和阐明基质金属蛋白酶的功能和机制提供了新的视角，也为NPC治疗提供了新的治疗靶点，具有广阔的应用价值。