三维细胞培养模拟临床缺氧状态下HIF-1a转录调节Aurora激酶诱发鼻咽癌放疗抵抗的分子机制

肿瘤中央区乏氧是其放疗抗拒的重要原因。我们前期研究发现缺氧诱导因子HIF -1a与鼻咽癌放射抗拒紧密相关；细胞周期激酶Aur-A通过下调P53、P21诱发鼻咽癌细胞放疗抵抗，但两者交互作用机制尚不清楚。我们的序列分析显示Aur-A基因增强子区具有HIF-1a的结合位点：缺氧反应元件（HRE）。因此，我们首次提出乏氧诱发鼻咽癌放疗抵抗的新机制：缺氧时HIF-1a通过HRE结合并上调Aur-A，进而下调P53、P21信号通路诱发鼻咽癌放疗抗拒。本课题拟通过三维细胞培养模型模拟临床缺氧状态，采用增强子定点突变，CHIP及三维共聚焦技术等，实时观察缺氧/富氧时HIF-1a对HRE突变/野生型Aur-A的转录调控作用，P53、P21表达的差异，以及鼻咽癌三维细胞团放疗敏感度的变化，并在我们特有的复发鼻咽癌完整标本上验证肿瘤乏氧/富氧区HIF-1a、Aur-A等靶分子表达与临床放疗抵抗和预后的相关性。

鼻咽癌首选放射治疗，其疗效取决于肿瘤对放射线的内在敏感性，肿瘤组织乏氧已被证实为鼻咽癌放疗抗拒的重要原因之一。我们研究发现：自噬标志物Beclin1和缺氧诱导因子-1（HIF-1）高表达鼻咽癌患者其总生存时间比低表达者短（Autophagy，2010），细胞周期有丝分裂激酶Aurora-A直接调控P53和P21信号通路，降低鼻咽癌细胞的放疗敏感性，有利于肿瘤细胞存活（Cancer Biology & Therapy, 2009）。本课题组进一步证实：HIF-1α及Aurora-A的上调促进鼻咽癌的局部复发及远处转移，并可导致患者治疗失败(Cancer Sci，2012)。而Beclin1低表达与胆管癌的淋巴结转移密切相关，并预示其预后不良（Plos One, 2013），而较高的粒细胞/单核细胞比值预示鼻咽癌预后良好（Plos One， 2013）。同时，我们在临床上证实通过外科治疗切除坏死缺氧的病灶，可以显著改善患者的生存（Head & Neck，2012; Oto-Head-Neck-Surgery，2012; CJC, 2013），我们还通过迄今为止最大样本的初治远处转移鼻咽癌（n=408）的回顾性研究发现：联合局部区域放疗和全身化疗可以显著延长初治转移鼻咽癌的生存期（CJC，2013），同时还发现骨转移病灶积极的放射治疗同样有利于延长患者的生存期（中山大学学报，2013）。综合以上的研究结果，我们不但初步阐明了HIF-1α和Aurora-A在鼻咽癌放射敏感性中负性调控的分子作用机制，而且还在临床治疗水平发现针对乏氧的外科治疗和肿瘤病灶的放射治疗有利于延长鼻咽癌患者的生存时间。这些新的发现使得本课题负责人陈明远作为PI进一步获得了包括教育部“新世纪优秀人才”（2012）和广东省自然科学基金重点项目(2013)在内的多个科研项目的滚动支持。