硒结合蛋白SBP1调控ROS及其凋亡信号通路提升肝癌化疗敏感性的机制研究

The lack of effective treatment of hepatocellular carcinoma (HCC) patients that were ineligible for surgery remains a worldwide problem. Due to the high activity of anti-oxidant enzyme in cancer cells, HCC is known to be highly refractory to conventional systemic chemotherapy. Our preliminary research identified selenium-binding protein 1 (SBP1) as a novel biomarker for predicting prognosis in HCC patients; the low expression of SBP1 in tumors could promote proliferation and inhibit cancer cell apoptosis. Further investigation indicated that SBP1 might exert its tumor suppressive function through the inhibition of anti-oxidant enzyme activity and the modulation of oxidative stress in tumor microenvironment. Based on our former findings, we assume the expression of SBP1 could promote the chemo-sensitivity of HCC through its inhibition of anti-oxidant enzymes. In this study, we aim to further elucidate the mechanism of SBP1’s anti-tumor effect, discuss the possibility of applying SBP1 as a clinical biomarker to indicate HCC patients’ chemo-sensitivity. We would also investigate the possible way of reducing the resistance of HCC towards chemo-drugs by adding exogenous SBP1 to the tumor microenvironment. In conclusion, we expect SBP1 could be used to guide more personalized therapy and improve the prognosis of advanced HCC.

不能手术的晚期肝癌其药物治疗一直是肿瘤治疗领域的研究难点。肝细胞癌对化疗药物的抵抗极大限制了化疗在这部分患者中的应用，而高抗氧化酶活性则是肝细胞癌对化疗不敏感的主要原因。本课题组前期研究发现硒结合蛋白1（SBP1）的表达与中晚期肝癌患者的预后密切相关，其低表达直接促进肿瘤细胞的增殖并帮助其逃避凋亡；体外细胞实验则发现SBP1可以抑制肝癌细胞中相关抗氧化酶的活性，进而调控肿瘤微环境中ROS浓度。由此我们推断SBP1通过调控ROS及其下游信号通路来抑制肿瘤的发展；并进一步设想通过SBP1的表达提升肝癌的化疗敏感性，改善中晚期肝癌的预后。本课题围绕SBP1的抑癌机制及其在中晚期肝癌化疗中的转化应用，通过细胞实验与动物模型阐明SBP1对ROS的调控机制，筛选下游相关凋亡信号转导通路，探讨利用肝癌组织中SBP1的表达作为化疗敏感性标志物，为临床治疗中建立更加有效的个体化化疗策略奠定基础。

硒结合蛋白1（Selenium-binding protein 1, SBP1）作为人体内一种重要的含硒蛋白，在多种肿瘤中低表达，已被确定具有显著的抗肿瘤作用。我们的前期研究发现SBP1的低表达可以帮助肝癌细胞逃避凋亡、促进其增殖，并与肝癌的侵袭、转移及不良预后密切相关，但是其分子机制尚不完全明确。我们的前期实验结果证实了SBP1在体内对含硒抗氧化酶GPX1活性的抑制，并进一步通过免疫荧光发现，在给予体外培养细胞外源性ROS处理后，GPX1可以转位至细胞核内形成特殊的核小体，保护DNA免受ROS的攻击，帮助细胞逃避凋亡；而SBP1则可以通过与GPX1核小体的结合干扰这一过程，减少ROS的清除，促进凋亡。但是在大多数肝癌细胞株中，SBP1的表达被极大的抑制（可能的机制包括DNA甲基化或染色体重塑），肿瘤微环境中的高浓度ROS可以被GPX1所清除，从而帮助肝癌细胞逃避死亡，促进其增殖、转化甚至转移。在此基础上，本课题进一步研究了SBP1抗癌的下游相关机制：（1）利用SBP1高表达及低表达的稳定转染肝癌细胞系进一步验证SBP1对肿瘤细胞侵袭及转移的抑制作用，同时发现SBP1可以显著抑制肿瘤细胞EMT。（2）利用基因芯片找到SBP1相关的下游调控基因CXCR4，结果表明SBP1可以显著下调CXCR4的表达，且CXCR4与肿瘤细胞EMT密切相关。（3）进一步研究相关信号通路，发现CXCR4/AKT通路是关键的机制通路。（4）利用CXCR4转染质粒，发现CXCR4的表达可以逆转SBP1对EMT的抑制，进一步证明SBP1是通过CXCR4/AKT通路抑制肿瘤细胞的迁移与侵袭。（5）利用免疫组化检测200例临床患者标本中的SBP1、CXCR4、E-cadherin、Vimentin的表达情况，验证以上研究结果，并结合相关预后指标，进一步统计分析。（6）进一步证实了SBP1在ICC中的表达与预后密切相关，其低表达可以极大促进ICC细胞株的侵袭与转移能力，且同样上调了Vimentin,Snail及N-cadherin的表达。本课题进一步明确了SBP1抗癌的分子机制，且扩大了SBP1可能的应用范围，为下一步探索SBP1的临床应用建立了坚实的基础。

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