Lin28在MDSCs促进口腔鳞癌细胞干性特性获取中的作用

“Stemness” of cancer cell refers to the characteristics that promote cancer development, metastasis, recurrence and drug-resistance. Based on our recent studies, we hypothesize that myeloid-derived suppressor cells (MDSCs) can promote the stemness in oral squamous cell carcinoma (OSCC) by Lin28 mediated partial reprogramming. The project is proposed to study the following aspects: ①The separation and identification of MDSCs in OSCC and its correlation with clinical parameters by using magnetic bead separation, flow cytometry, co-culture and immunofluorescence; ②The influence of MDSCs to the stemness of cells in OSCC and the role of Lin28 in the MDSCs-induced cell stemness in OSCC by using in vivo and in vitro assays; ③The function and mechanism of Lin28-induced partial reprogramming on MDSCs-promoted stemness in OSCC by using virus mediated gene transfer, DNA methylation sequencing, embryonic body formation and limiting dilution assay. The project will deepen our understandings of the relation between MDSCs and cancer cell stemness in OSCC, and provide insights into strategies for targeted treatment in OSCC.

研究表明肿瘤细胞的“干性”特性的获取和维持，是导致肿瘤持续生长、转移、复发以及耐药等的主要原因之一。在近期工作基础上，我们提出以下科学假说：在口腔鳞癌的发展过程中，髓源抑制细胞（Myeloid-derived suppressor cells, MDSCs）通过推动Lin28介导的细胞不完全重编程作用，促进肿瘤细胞干性。项目拟从以下方面进行研究：①采用磁珠分选、流式细胞术、共培养、免疫荧光等对口腔鳞癌中的MDSCs进行分选、鉴定并分析及其与临床参数相关性；②采用体内、体外实验等分析MDSCs对口腔鳞癌细胞干性特性的影响，及Lin28在其中的作用；③病毒转染、甲基化分析、拟胚体形成、倍比稀释梯度成瘤等分析Lin28介导的不全重编程在MDSCs促进肿瘤细胞干性中的作用机制。项目将深化对MDSCs与口腔鳞癌细胞干性关系认识，为口腔鳞癌的靶向治疗策略提供帮助。

肿瘤细胞的“干性”特性指的是肿瘤细胞所具有的干细胞特征，这种特性的获取和维持，是导致肿瘤持续生长、转移、复发以及耐药等的主要原因之一。近年来学者们在肿瘤干性细胞的分选、鉴定及靶向治疗等方面的研究有较大的进展，但是对于口腔鳞癌肿瘤细胞干性特征的来源和维持机制仍然存在较多的疑问，直接影响了针对肿瘤干细胞的靶向治疗的发展。受疫情影响我们调整了部分研究计划内容，已完成的主要研究有：①检测药物C1632和metformin对人舌鳞癌细胞系SCC9和CAL27中肿瘤干细胞及AMPK能量代谢通路相关分子的影响；②检测药物C1632和metformin及两药联用对人舌鳞癌细胞系SCC9和CAL27增殖活力的影响；③ 检测药物C1632和metformin及两药联用对人舌鳞癌细胞系SCC9和CAL27迁移能力的影响；④检测药物C1632和metformin及两药联用对人舌鳞癌细胞系SCC9和CAL27细胞侵袭性的影响；⑤在裸鼠体内注射药物C1632和metformin后，比较分析小鼠的荷瘤情况及生存状况，同时检测肿瘤干细胞及AMPK能量代谢通路相关分子表达的改变情况。实验发现：C1632处理SCC9和CAL27细胞72 h后，LIN28和HMGA2的表达均显著降低，联合Metformin处理24 h后，这两种作用具有协同作用，两种细胞的增殖能力和迁移能力均显著降低；在移植瘤小鼠实验中，采用C1632治疗后肿瘤重量下降48%，采用Metformin治疗后肿瘤重量下降53%，联合治疗18 d后肿瘤重量下降91%；C1632、Metformin和联合治疗使肿瘤体积分别减小32%、57%和47%；这些结果表明：① 药物C1632和metformin对人舌鳞癌细胞系SCC9和CAL27的增殖、迁移、侵袭能力等皆有协同抑制作用；② 体内实验表明药物C1632和metformin能协同改善小鼠的荷瘤情况及生存状况；③ 药物C1632和metformin能在体内及体外协同肿瘤干细胞基因LIN28及其下游分子HMGA2的表达；④ 药物C1632和metformin能在体内及体外协同激活AMPK能量代谢通路。研究结果提示联合应用移植肿瘤干性细胞的药物和肿瘤代谢的药物，有望移植肿瘤的持续增长，改善荷瘤情况。