Notch信号通路介导黑素瘤细胞衰老逃逸及上皮间充质转化的机制

Notch signaling pathway is believed to be of great potential in tumor development. This point is supported by findings of its oncogenic role in various tumor cells including melanoma. Since Notch signaling pathway has been proven to be an important regulator of cellular senescence and Epithelial to Mesenchymal Transition(EMT), it leads us to a hypothesis that its activation in melanoma may be responsible, at least partially, of senescence escape and EMT of melanoma cells. To testify this hypothesis, we detected senescence phenotypes in melanoma cells after treatment of GSI, a selective γ-secretase inhibitor, as a classic blocker of Notch signaling. Our preliminary experiments revealed the senescence- inducing ability of GSI in melanoma cells. To further identify the underlying regulation mechanism of Notch signaling pathway in melanoma, we plan to characterize the signaling events in response to Notch signaling in vitro and in vivo. We believe that understanding the role of Notch signaling pathway in senescence escape and EMT of melanoma may lead to the identification of novel targets for therapeutic interventions.

黑素瘤占全部皮肤肿瘤致死病例的75%，其在我国的发病率正快速增长。研究发现，Notch信号通路在黑素瘤发生发展中起着重要的作用，然而，该通路是通过何种机制影响黑素瘤的恶性行为尚未得到完整地阐释。近年研究证实：多种细胞中，Notch通路与细胞衰老逃逸（CSE）和上皮间充质转化（EMT）密切相关，对二者关键通路分子及诱导因子存在多水平的调控。CSE和EMT是肿瘤细胞两个重要的恶性生物学行为，且二者密切相关。我们的前期研究发现：黑素瘤患者的肿瘤细胞存在Notch通路的异常活化；抑制Notch通路可诱导黑素瘤细胞出现衰老表型并影响EMT表型。提示Notch通路可能是黑素瘤细胞衰老和EMT的关键调控分子。本课题拟通过Notch对黑素瘤CSE及EMT的作用研究，明确Notch对黑素瘤恶性行为的影响。期望通过对Notch通路的调控，实现诱导黑素瘤细胞衰老和EMT逆转，为黑素瘤的新治疗策略提供理论依据。

黑素瘤是源自黑素细胞的恶性肿瘤，虽然其发生率仅占皮肤肿瘤病例的 5%左右，但死亡病例却占所有皮肤肿瘤的 75%。由于黑素瘤生长快、侵袭快、转移快、易复发等特点，现有的治疗方法难以达到满意效果。近年的研究发现， Notch 信号通路在黑素瘤中异常活化，是一个重要的促癌通路和十分有潜力的治疗新靶点，但其对黑素瘤恶性转化中的作用尚不清楚。细胞衰老逃逸是肿瘤细胞的一个重要的恶性行为，在黑素瘤发生和耐药中起着关键作用。本研究旨在阐明NOTCH信号通路在癌基因诱导黑素细胞诱导细胞衰老中的角色，以及其在黑素细胞恶性转化及治疗中的作用。我们首先明确了NOTCH信号通路在黑素瘤皮损和细胞系中表达显著升高，其次，通过在正常黑素细胞中外源性表达NOTCH1受体活性片段N1ICD，我们证实了活化的NOTCH通路可诱导正常化黑素细胞出现恶性表型，还可阻断癌基因BRAF诱导的黑素细胞衰老。接着，我们证实了黑素瘤中使用NOTCH通路阻断剂DAPT可抑制黑素瘤细胞生长活性，进一步研究证实这种抑制是通过诱导细胞衰老实现的。目前在BRAF突变的黑素瘤患者中，BRAF靶向抑制剂维莫非尼是一线用药，然而临床中耐药问题十分严峻，我们的研究发现NOTCH抑制剂联合BRAF抑制剂对携带BRAFV600突变的黑素瘤细胞具有协同抑制作用，可以明显延迟黑素瘤细胞对BRAF抑制剂的治疗抵抗。进一步的机制研究阐明了这种协同作用是通过诱导黑素瘤细胞衰老实现的，其中关键机制是抑制CDK6分子，进而阻止了RB蛋白的磷酸化。我们的研究发现进一步完善了NOTCH信号通路在黑素瘤中的促癌作用并对携带BRAFV600突变的黑素瘤治疗提供了新的策略。