mTOR调控自噬对舌癌细胞干性特征的影响及临床意义的研究

来源 :右江民族医学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mahuihui
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目的:基于mTOR和自噬对舌癌细胞或舌癌干细胞干性(Stemness)特征的调节可能在舌癌的复发和转移中发挥重要作用的假设,为更好的防治舌癌(Tongue squamous cell carcinoma,TSCC)等口腔鳞状细胞癌(Oral squamous cell carcinoma,OSCC)的复发和转移提供一定的理论依据,应用临床样本、细胞学实验和生物信息学的方法研究舌癌细胞中哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(Mammalian target of rapamycin,mTOR)信号通路和自噬的表达水平及其相互关系对舌癌细胞干性特征的影响,并进一步探讨舌癌干细胞标志物在舌癌治疗中的可能作用。方法:(1)以右江民族医学院附属医院口腔科为中心收集2019年1月至2020年12月住院并行手术治疗经严格病理检查确诊为舌鳞状细胞癌患者的新鲜肿瘤样本及其相对应的癌旁组织为研究对象,采用实时定量荧光PCR(Real-time quantitative PCR,RTq PCR)检测临床样本中癌组织相比癌旁组织mTOR信号通路相关基因mTOR、RPTOR、RICTOR和CSC标志物CD44的m RNA表达水平。(2)选取舌癌细胞系CAL27进行悬浮培养以获得富集肿瘤干细胞(CSC)的肿瘤球细胞,通过RT-q PCR检测肿瘤球细胞中mTOR、RPTOR、RICTOR、ATG7、FIP200及CD44等基因相对正常CAL27细胞的m RNA表达水平的变化来评价上述基因在CSC中的表达水平。(3)使用雷帕霉素、氯喹两种药物作用于CAL27细胞,分别利用CCK8实验检测药物处理后舌癌细胞增殖能力变化、利用平板克隆实验评价药物干预后CAL27细胞的单细胞克隆形成能力的变化,利用药物干预后肿瘤球细胞悬浮培养试验形成的肿瘤球细胞数量差异评价舌癌细胞干性特征的变化。同时通过蛋白免疫印迹(Western Blotting,WB)评价上述药物作用后mTOR、ATG7、FIP200和CD44基因的蛋白表达水平。(4)挖掘在线生物信息学数据库中关于舌鳞状细胞癌(TSCC)的转录组数据和临床数据。评价mTOR、RPTOR、RICTOR、ATG7、FIP200及CD44的表达水平在舌癌组织和正常组织间的表达差异及CD44表达水平与患者临床表型的相关性。结果:(1)舌癌临床样本检测,mTOR、RPTOR、RICTOR及CD44基因的m RNA表达量均较相对应的癌旁组织高。(P<0.05)。(2)肿瘤球细胞相对正常CAL27细胞中mTOR、RPTOR、RICTOR、FIP200和CD44等基因的m RNA表达水平表达上调(P<0.05),而ATG7基因的m RNA表达水平在两者之间未见明显差异(P>0.05)。(3)CCK8实验显示3个药物干预组的细胞均较对照组增殖能力降低(P<0.05)。同时雷帕霉素干预组和两种药物共同干预组的细胞较单独应用氯喹干预的细胞整体增殖能力更低(P<0.05)。平板克隆实验中,药物处理的癌细胞所形成的细胞集落数量低于对照组癌细胞(P<0.05),其中共同处理组和雷帕霉素组形成的细胞集落数量较氯喹组更低(P<0.05)。悬浮培养实验显示,氯喹组形成的肿瘤球细胞数量较对照组少,而较雷帕霉素组多,共同处理组形成的肿瘤球细胞数量最少,均有统计学意义(P<0.05)。(4)药物干预后的蛋白免疫印迹实验(Western Blotting,WB)显示p-mTOR在雷帕霉素处理组的表达量较其余3组最低(P<0.05),氯喹单独干预组和对照组的p-mTOR表达量相似(P>0.05),而氯喹和雷帕霉素共同处理组的p-mTOR表达水平较单独应用雷帕霉素高,较氯喹单独干预组和对照组低,均有统计学意义(P<0.05)。ATG7蛋白的表达水平在各组之中均无明显差异。FIP200的蛋白表达水平在氯喹和雷帕霉素共同干预组最低(P<0.05),在雷帕霉素处理组和氯喹单独干预组中表达水平相当(P>0.05)但均低于对照组(P<0.05)。在雷帕霉素处理组中CD44蛋白表达较氯喹单独处理组低表达(P<0.05),而氯喹处理组的CD44蛋白表达水平与对照组表达水平相当(P>0.05),氯喹和雷帕霉素共同处理组的CD44蛋白表达水平较另外几组最低(P<0.05)。(5)TCGA数据库中mTOR、RPTOR、RICTOR、FIP200及CD44基因在舌癌的m RNA表达量均较正常组织高(P<0.05);而ATG7的m RNA表达水平在舌癌与正常组织间无明显差异(P>0.05)。CD44的m RNA表达水平低的舌癌患者较CD44的m RNA表达水平高的舌癌患者拥有更好的总体生存率。结论:mTOR和自噬通路可能在舌癌的发生和发展中扮演重要的作用,在舌癌干细胞中两者同时表达上调可能共同促进和维持了舌癌干细胞的干性特征。舌癌干细胞中自噬随着mTOR信号通路的上调而上调可能归功于ATG7稳定表达的调控作用,但其具体机制仍待进一步研究。舌癌细胞CD44的表达水平与细胞干性特征呈正相关,进一步证实了CD44作为舌癌干细胞标志物的可能性。CD44的m RNA表达水平低的舌癌患者可能拥有更好的总体生存率。
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