Hedgehog通路抑制剂和抗癌生物活性肽对食管鳞状细胞癌的作用

Worldwide, about 200,000 patients are dead of esophageal cancer every year. China is one of the high incidence areas of esophageal cancer, and esophageal squamous cell carcinoma (ESCC) is the major type of esophageal cancer. Studies found aberrant active hedgehog (Hh) pathway in ESCC. Recently, research in prostate and pancreatic cancer revealed that Hh ligand secreted from cancer cells could active Hh pathway in adjacent stromal cells, so called paracrine Hh pathway. There are no reports on either paracine Hh pathway in ESCC or effect of Hh pathway inhibitor on stormal cells in ESCC. Biotherapy plays an important role in targeted and comprehensive therapy of cancer treatment. Scitentists around the world are looking for novel targeted therapy to improve prognosis of cancer.Therefore, we plan to investigate whether Hh pathway inhibitor and ACBP-3 can inhibit proliferation and induce apoptosis of cancer and stormal cells in ESCC, and whether they interact synergistically. Our project will provide data to further use of Hh pathway inhibitors and ACBP-3 in clinical treatment of ESCC.

全世界每年有20万人死于食管癌。我国是食管癌高发区，食管鳞状细胞癌占绝大多数。分子病因学研究揭示食管鳞状细胞癌中存在Hedgehog（Hh）通路的异常激活。近年来在前列腺癌和胰腺癌的研究中，对Hh通路在肿瘤细胞和基质细胞中的作用提出新的观点- - 肿瘤细胞分泌的Hh配体可激活基质细胞中Hh通路，即旁分泌Hh通路。Hh通路旁分泌的研究在食管鳞状细胞癌中仍是空白， Hh通路抑制剂对食管鳞状细胞癌基质细胞的作用也尚无报道。新近的研究显示，肿瘤生物治疗在肿瘤的靶向治疗以及综合治疗中起重要作用,寻找新型靶向性治疗途径已经成为世界范围内研究的热点。因此我们提出假说：Hh通路抑制剂和ACBP-3是否可以抑制食管鳞状细胞癌细胞和基质细胞的增殖、诱导其凋亡？以及二者是否具有协同作用？期望为食道癌治疗学的研究提供科学依据。

本项目原代培养5株食道鳞状细胞癌成纤维细胞，进行鉴定，并检测各株细胞对SHH蛋白是否有应答。检测食道鳞状细胞癌细胞系K140、K150和TE3的hedgehog通路是否受到hedgehog通路抑制剂cyclopamine的抑制。选取对SHH蛋白应答的成纤维细胞5号和对hedgehog通路抑制剂cyclopamine应答的食道鳞状细胞癌K140，将这两种细胞通过transwell共同培养，加入SHH蛋白，模拟肿瘤细胞生长的hedgehog通路的旁分泌模式，同时单独培养5号成纤维细胞和K140细胞作为对照，研究cyclopamine、抗癌活性肽（ACBP）单独或是联合（A+C）使用对肿瘤细胞及成纤维细胞的作用。实验结果显示与单独培养的K140细胞相比，cyclopamine和A+C处理后，共同培养的细胞中hedgehog靶基因PTCH1、GLI1和HIP的表达明显升高（P = 0.0004，< 0.0001），说明与成纤维细胞共同培养后影响了cyclopamine对K140中hedgehog通路的抑制，显示了hedgehog旁分泌途径可能对cyclopamine这种靶向性药物的作用产生干扰。在我们分离得到的5株成纤维细胞中也发现对SHH重组蛋白不应答的细胞系，将K140细胞和这种成纤维细胞共培养，研究cyclopamine对其的作用，将是我们下一步要开展的工作。将这些结果综合在一起，我们也许可以初步揭示cyclopamine在不同肿瘤患者中疗效不同的原因，为hedgehog通路抑制剂靶向性和个体性治疗提供科学研究的数据。在共同培养的K140细胞中，A+C比单独用cyclopamine 对hedgehog通路的抑制增加（P = 0.0035），说明即使单独使用ACBP对hedgehog通路没有抑制作用，而A+C中ACBP可能通过对其他通路对hedgehog通路的抑制有加强的作用。与单独培养的5号成纤维细胞相比，共同培养的细胞cyclopamine处理后三个靶基因的表达略有下降；A+C处理后，三个靶基因的表达升高。其细胞周期和凋亡的变化与hedgehog通路的变化没有明显的关系。这些结果可能与原代培养成纤维细胞的环境有关，在下一步的工作中，我们可以通过使用成熟的小鼠成纤维细胞系研究cyclopamine对成纤维细胞的影响，从而也可以对本项目的实验结果进行验证。