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背景: 鼻咽癌(Nasopharyngeal carcinoma,NPC)是中国特色的头颈部恶性肿瘤之一,放射治疗是鼻咽癌的主要根治手段,随着放疗技术的不断进步,鼻咽癌的5年局部控制率可高达90%以上,尽管放化综合治疗是局部晚期鼻咽癌的标准方案,但研究显示远处转移仍是治疗后失败的主要模式,我们的研究也提示T2N1亚群的早期患者和T3-4、N2-3的局部晚期患者是发生远处转移的的主要人群。 鼻咽癌转移的机制研究不明确,多集中在细胞粘附、凋亡、血管生成相关分子及EBV病毒等。然而,目前发现的这些分子仍然无法全面解释鼻咽癌转移的分子机制。研究发现,抑制自噬可以促进肿瘤的转移(Nature,2011;Cancer cell,2014),但自噬与鼻咽癌转移的关系未见报道。前期(2010级硕士研究生周彬论文)我们发现出现转移的鼻咽癌患者组织中自噬泡的数目显著减少,提示抑制自噬可能会促进鼻咽癌的转移。同时,我们通过全基因组表达差异基因筛选获得了一个鼻咽癌转移相关的新基因MAZ(Myc-associated Zinc-finger protein),并发现在高转移的鼻咽癌组织中其含量比低转移组织高,并且低转移鼻咽癌组织中自噬泡较多,提示MAZ可能通过抑制自噬促进了鼻咽癌的转移。 自噬和鼻咽癌转移的关系如何,MAZ通过何种信号途径抑制自噬并促进鼻咽癌的转移值得我们深入研究,这将是本研究的重心。研究发现,c-Myc可通过上调4EBP1的表达抑制自噬,而经典的自噬抑制通路PI3K/AKT/mTOR可上调c-Myc促进肿瘤的转移。我们前期通过生物信息学预测发现MAZ可结合到c-Myc的启动子区。那么,MAZ是否通过与c-Myc相互作用抑制了自噬的发生?PI3K/AKT是否通过调节MAZ和c-Myc抑制了自噬?mTOR和MAZ/c-Myc是何种关系?基于前期工作基础和研究报道,我们提出介导MA Z抑制自噬并促进鼻咽癌转移信号的理论假设:MAZ可能受到PI3K/AKT/mTOR信号的调节,并与c-Myc相互作用,抑制自噬,促进鼻咽癌的转移。 目的: 本研究拟在模拟放疗参数的基础上,利用高低转移潜能的鼻咽癌细胞系研究PI3K/AKT/mTOR信号通路通过MAZ/c-Myc信号抑制自噬并促进鼻咽癌转移的分子机制,为全面阐明自噬调控鼻咽癌转移的分子机制奠定基础,为鼻咽癌转移的干预提供新的可能靶点。 方法: 1.选用鼻咽癌细胞系SUNE1的高转移潜能亚株5-8F和低转移潜能亚株6-10B作为研究对象,用不同剂量X线对细胞进行照射,用CCK-8法筛选合适照射剂量,辐照后的鼻咽癌细胞用于后续实验。 2.实时荧光定量PCR及Wester n blot对5-8F和6-10B细胞的自噬和转移相关基因进行mRNA及蛋白水平的检测,同时检测MAZ基因的表达情况。 3.采用慢病毒包装下调MAZ的shRNA表达载体,转染鼻咽癌细胞,利用Puromycin进行稳定转染细胞的筛选。通过qRT-PCR及Western blot验证转染效果。运用免疫共沉淀(Co-IP)方法验证MAZ与c-Myc之间、MAZ与mTOR之间的相互作用,Western blot检测MAZ在PI3K/AKT/mTOR信号通路中的关系。 4.通过qRT-PCR、Western blot、划痕实验、Transwell实验、免疫荧光、激光共聚焦、透射电镜等试验来检测MAZ、c-Myc基因以及PI3K/AKT/mTOR信号通路抑制剂对细胞自噬和转移能力的变化。 实验结果: 1.筛选出4Gy为最佳X线照射剂量,并应用于后续实验。 2.成功验证相比6-10B细胞,鼻咽癌高转移潜能细胞5-8F的转移能力较高,但自噬水平较低。 3.成功构建MAZ下调的稳定鼻咽癌细胞株,结果发现MAZ下调后的细胞自噬水平升高,转移能力和增殖能力下降。 4.MAZ与c-Myc相互作用并调节c-Myc的表达,进而抑制鼻咽癌细胞的自噬水平。抑制c-Myc后鼻咽癌细胞自噬水平升高,转移能力降低。 5.MAZ与mTOR存在相互作用,MAZ主要通过mTORC1途径抑制鼻咽癌细胞自噬促进其转移,并且受AKT信号调节。 结论: 1.在鼻咽癌细胞中自噬水平与转移能力密切相关。 2.MAZ与c-Myc相互作用并调节c-Myc的表达,进而抑制鼻咽癌细胞的自噬水平。 3.MAZ主要通过 mTORC1途径抑制鼻咽癌细胞自噬并促进其转移,并且受AKT信号调节。