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背景与目的:鼻咽癌(nasopharyngeal carcinoma,NPC)是一种起源于鼻咽上皮细胞的恶性肿瘤,在中国发病率为耳鼻咽喉恶性肿瘤之首。鼻咽癌发病是由多种因素引起的,包括基因、环境、饮食以及 EBV感染等因素。鼻咽癌恶性程度较高,放疗联合化疗是目前主要的治疗手段,对于早期患者放疗效果较好。但是对于晚期患者来说,仍有约30%的患者在治疗后出现局部复发,放疗耐受是引起治疗失败的重要原因。因此,探讨肿瘤细胞放疗敏感性及放疗抵抗的机制,寻找放射增敏点对提高鼻咽癌治愈率具有重大意义。 脂肪酸合酶(fatty acid synthase,FASN)以乙酰辅酶A和丙二酸单酰辅酶A为底物,在消耗还原性辅酶Ⅱ(NADPH)的情况下合成长链饱和脂肪酸,是脂肪酸从头合成途径的酶,主要合成产物是棕搁酸。在正常成人细胞中FASN表达水平较低,而在肿瘤细胞中,由于代谢异常,需要自身合成大量脂肪酸以维持其快速生长,因此FASN在许多恶性肿瘤中呈高表达。迄今为止,已在鼻咽癌、乳腺癌、胃癌、结直肠癌、子宫内膜癌、甲状腺癌等二十几种恶性肿瘤中发现FASN表达上调。有研究发现,FASN与肿瘤细胞的生长、凋亡和信号转导等途径相关,FASN表达还与恶性肿瘤的不良预后有关,其表达水平可能提示患者的早期复发。FASN可能通过调控DNA损伤修复,从而使癌细胞抵抗放疗。近年来,FASN作为治疗多种肿瘤潜在的药物作用靶点引起人们的关注。 卷曲蛋白10(frizzled class receptor10,FZD10)是FZD家族的成员之一。在Wnt/β-catenin信号通路中,当Wnt配体不存在时,APC、Axin、GSK-3β、CK-1α等形成β-catenin降解复合物,以保持细胞内β-catenin的平衡。Wnt配体存在时,Wnt与 FZD结合,激活Dvl,激活的Dvl能够招募Axin-GSK-3β,使β-catenin降解复合物解体,从而致使细胞质内的β-catenin大量积累,进而转移到细胞核内,作为Wnt/β-catenin信号通路的正向调节因子激活下游靶基因,促进肿瘤细胞增殖。干扰下调FZD10可使细胞周期受抑制,使细胞增值能力下降。已有研究证实,FZD10在结直肠癌、乳腺癌、滑膜肉瘤等肿瘤中都有异常高表达,有报道表明,在滑膜肉瘤细胞中,放射免疫疗法结合FZD10抗体后肿瘤生长受抑增加。 本课题拟研究FASN调控放疗耐受的机制;检测FASN抑制剂EGCG在鼻咽癌细胞对放疗敏感性的作用。 方法: 第一部分 检测FASN对NPC放疗敏感性的影响 1.从内源性高表达FASN的鼻咽癌细胞株中,选择CNE1和SUNE1两株细胞,分别用shRNA沉默FASN的表达,然后分别通过细胞增值实验和克隆形成实验,检测沉默FASN前后的细胞增殖速率和克隆形成率的变化; 2.我们前期已经确定对EGCG对FASN有选择性抑制作用,以及确定具有选择性作用的浓度,以之联合放疗处理细胞,分别通过细胞增殖实验和克隆形成实验,以检测抑制FASN前后细胞对放疗的敏感性; 3.裸鼠移植瘤实验,将20只裸鼠随机分为4组:A(对照)组、B(单独放射)组、C(单独EGCG处理)组、D(放射与EGCG联合处理)组,从体内验证抑制FASN对放射敏感性的影响。 第二部分 FASN影响放疗敏感性的途径 1.用沉默FASN前后的CNE1细胞,通过逆转录荧光定量PCR(RT-PCR)以及聚丙烯酰胺凝胶电泳(Western blot),分别检测沉默FASN后FZD10蛋白及mRNA表达情况; 2.分别用Western blot以及免疫组化方法(IHC)检测NPC细胞系、NPC组织、移植瘤组织中FASN及FZD10的表达情况; 3.利用FZD10过表达质粒及干扰序列,用低表达FASN的细胞过表达或用高表达FASN的细胞干扰FZD10后,检测FASN的变化。 第三部分 FASN表达对NPC患者预后的影响 收集汕头大学医学院附属肿瘤医院122名NPC患者病例,及其临床病理资料,采用免疫组化的方法检测鼻咽癌组织中FASN及FZD10的表达情况,分别以得分的中位数划分高表达组与低表达组,并用SPSS20.0软件进行统计学分析,采用Kaplan-Meier生存分析方法进行总生存分析。 结果: 第一部分 1.我们发现在沉默FASN表达后的细胞对放疗更敏感,两株沉默FASN的细胞株增殖抑制率都明显高于其对照细胞株;两种NPC细胞在沉默 FASN后形成克隆的数目均少于对照组,克隆形成抑制率都高于其对照细胞,并且随着放射强度的增加,细胞克隆形成抑制率增加,P<0.05,结果有统计学意义; 2.用EGCG联合放射处理细胞后,两株细胞放疗敏感性均有明显变化,细胞增殖速率以及克隆形成率均降低,加入 EGCG后细胞对放射更敏感,且药物相互作用系数均在0.9-1.1之间,两者具有加合作用; 3.裸鼠移植瘤实验结果显示,B、C两组与A组相比肿瘤均减小。并且,D组与C组相比,肿瘤明显减小,说明单独放射或者单独EGCG处理都对肿瘤有抑制作用,并且抑制FASN后,肿瘤生长抑制效果明显增加,且两者具有加合作用。 第二部分 1.沉默FASN表达后,Wnt通路上的蛋白FZD10不论是在RNA水平还是蛋白质水平都有很大程度的降低; 2.NPC细胞系、NPC组织以及移植瘤组织中FASN高表达时FZD10高表达,FASN低表达时FZD10同样也低表达; 3.过表达或者干扰FZD10表达后,FASN表达无变化,提示FASN是FZD10的上游蛋白。 第三部分 FASN时鼻咽癌独立的预后因子,FASN阴性患者或FZD10阴性患者生存期比FASN阳性或FZD10阳性患者长,FASN阴性和FZD10阴性患者总生存期最长、预后最好。 结论: 1.沉默/抑制FASN提高鼻咽癌细胞的放射敏感性; 2.FZD10的表达受FASN的调控并引起鼻咽癌放疗抵抗; 3.FASN是鼻咽癌独立的不良预后因子,FASN阴性和FZD10阴性利于患者生存。