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热疗靶向降解p38γ抑制鼻咽癌细胞增殖

  2024-11-15    14  上传者:管理员

摘要:目的:研究热疗对鼻咽癌细胞增殖的影响及其作用机制。方法:采用水浴法模拟热疗。采用CCK-8、EdU核染色和克隆形成实验分析鼻咽癌细胞系CNE-2经43℃热疗处理后以及p38γ基因敲除和过表达的增殖情况。流式细胞术检测细胞周期参数和凋亡,qPCR和Western blot检测p38γ mRNA和蛋白表达水平。Transwell法和划痕法检测细胞迁移。结果:与p38γ基因下调类似,热疗处理后的鼻咽癌细胞表现出与p38γ靶基因下调相关的生长抑制,并且发现高温也阻断了细胞周期。然而,高温治疗后,p38γ过表达细胞的增殖受到抑制。此外,高温增加了p38γ的溶酶体的破坏,导致鼻咽癌中p38γ蛋白水平下降。生物信息学分析表明,p38γ的下调是鼻咽癌细胞热反应的中心节点。结论:我们的研究表明,高温可以很容易地破坏鼻咽癌细胞中的p38γ分子水平,抑制肿瘤生长,有效地阻断细胞周期。因此,热疗在治疗p38γ驱动的癌症中提供了一种提高治疗效果的新策略。

  • 关键词:
  • NPC
  • p38γ
  • 热疗
  • 鼻咽上皮
  • 鼻咽癌
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鼻咽癌(nasopharyngeal carcinoma, NPC)是一种起源于鼻咽上皮的恶性肿瘤,有明显的地理分布特点,在东亚和东南亚非常普遍,特别是在我国华南的广东和香港,发病率在世界上最高[1]。由于鼻咽癌早期症状不明显,多数患者初诊时已处于晚期,总体5年生存率较低[2]。对于鼻咽癌的治疗也有广泛的报道。早期鼻咽癌无远处转移且局限于鼻咽部,同时又对放射敏感,因此临床上常采用调强放射治疗的方式[3]。而对于局部区域晚期鼻咽癌,目前的标准治疗是同步放化疗,患者的生存率有显著提高[4]。然而,临床数据显示约有10%~20%的鼻咽癌患者在初次治疗后即可出现局部复发和转移,目前成为鼻咽癌治疗失败和死亡的主要原因[5-6]。此外,化疗耐药和放疗抵抗也成为鼻咽癌治疗失败的主要原因[7]。因此,鉴别和验证生物标志物对鼻咽癌的早期诊断和有效治疗具有重要意义,进一步了解鼻咽癌的发病机制和转移机制,有助于制定新的鼻咽癌治疗策略。

热疗是通过各种非电离辐射技术和方法,将患者局部肿瘤病灶加热到一定程度,杀死肿瘤细胞的一种物理方法,通常温度限制在45 ℃,很少对其他组织造成损伤,因此也被称为“绿色疗法”[8]。临床上,对于不能手术、对放化疗有抵抗、化疗毒副作用严重的肿瘤患者,可实施辅助热疗。已有临床研究表明,热疗对膀胱癌[9]、宫颈癌[10]、肝胆管癌[11]、乳腺癌[12]和结直肠癌[13]等恶性肿瘤均有疗效。然而,尽管热疗在临床治疗中有许多积极作用,但其生物学效应和分子机制尚不完全清楚,需要进一步完善。近年来,科学家们对热疗的机制进行了大量的研究。热疗联合靶向CD146的抗体包被金纳米棒可以有效限制黑色素瘤和乳腺癌细胞的迁移,并且摄入靶向CD146的金纳米棒可以消耗细胞膜CD146,直接破坏肌动蛋白细胞骨架。同时,高温降低了ERM蛋白的磷酸化,进一步破坏了肌动蛋白细胞骨架,协同作用限制了细胞迁移[14]。在胃癌中,精准热疗可以直接通过靶向miR-409-3p上调 Krüppel样因子17(Krüppel-like-factor 17,KLF17),从而抑制迁移、侵袭性和上皮间质转化(epithelial-mesenchymal transition, EMT),促进细胞凋亡[15]。此外,高温可降低食管癌组织中Survivin分子的表达,阻止其与X 连锁凋亡抑制蛋白(X-linked inhibitor of apoptosis, XIAP)结合, 激活Caspase-3,从而诱导细胞凋亡[16]。

丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-actived protein kinase, MAPKs)是丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,该家族的大多数成员参与处理生长因子刺激的信号并将细胞外刺激转化为各种细胞反应[17]。MAPK信号通路参与许多核心生物学功能,包括细胞增殖、炎症、先天免疫等,并参与癌症的进展和发展。p38 MAPK家族是四个主要的MAPK级联之一,是一种高度保守的蛋白类,最初在内毒素诱导的细胞因子表达研究中被发现[18-19]。在相关研究中,p38通路被认为是肿瘤细胞周期调控的核心部分,它包含四种异构体,分别是p38α(MAPK14)、p38β(MAPK11)、p38γ(SAPK3、ERK6、MAPK12)、p38δ(MAPK13)[20]。在本篇文章中,我们重点关注p38γ分子在鼻咽癌中的作用机制。p38γ是一种细胞周期蛋白依赖性激酶(cyclin-dependent kinase, CDK),可磷酸化视网膜母细胞瘤(Rb),促进细胞周期蛋白表达和肿瘤发生,对多种癌症的增殖、侵袭和致癌活性至关重要[21-22]。在乳腺癌中,p38γ参与Ras/ERK信号通路调控的耐药机制,针对此信号反馈通路开发出新的抑制剂组合治疗方式;且p38γ分子的异位过表达导致细胞周期停滞在G2/M期[23]。然而,在肺癌中,p38γ表达水平下调,p38γ激活可抑制非小细胞型,失活可引起干性增强[24]。在鼻咽癌中,已经证实p38γ的过表达促进肿瘤活性增强[25]。然而,在鼻咽癌中,p38γ分子是否可以受热疗的调控尚未研究,热疗对p38γ的影响也未可知。基于此,我们推测p38γ可能参与介导热疗影响鼻咽癌细胞生长,并实施了具体的实验进行验证。我们的研究结果证实热疗可以靶向降解p38γ分子抑制鼻咽癌细胞的增殖,促进热疗作为一种有效的治疗方法靶向p38γ在鼻咽癌中的表达。


1、材料与方法


1.1 材料收集

本研究使用的细胞均购自ATCC。44例正常病例和518例鼻咽癌患者病例资料均从TCGA数据库获得。采用Kaplan-Meier Plotter数据库分析获得患者生存分析曲线。TCGA和Kaplan-Meier绘图仪数据库是开放和公开的,获取相关信息不需要额外的伦理批准。

1.2 试剂

细胞培养试剂,包括胎牛血清(FBS),培养基RPMI-1640 购自Gibco Co(Carlsbad, CA),培养基KM 购自ScienCell。CCK-8 试剂购自Dojindo(Japan)。5-乙炔基-20-脱氧尿嘧啶核苷(EdU)增殖检测试剂盒购自RiboBio(Guangzhou, China, C10310-1)。p38γ单克隆抗体(1∶1 000;Proteintech, 20184-1-AP),p27(1∶1 000;Proteintech, 25614-1-AP),PCNA(1∶1 000;Proteintech, 10205-2-AP),Alpha Tubulin(1∶10 000;Proteintech, 66031-1-lg),山羊抗兔HRP(1∶10 000;Proteintech, SA00001-2),山羊抗鼠HRP(1∶10 000;CWBIO,CW0102S)。细胞周期和凋亡分析试剂盒(C1025)购自Beyotime。Chloroquine(CQ)和MG132购自MedChemExpress(MCE,USA),溶解于二甲基亚砜(DMSO;Sigma, USA)中。

1.3 细胞培养

本研究使用的全部细胞系包含NP69、5-8F、 6-10B和CNE-2均购买自ATCC。5-8F、6-10B和CNE-2的细胞培养使用加入10%胎牛血清(FBS)和100 U/mL青霉素、100 ng/mL链霉素的RPMI-1640完全培养基中。鼻咽上皮细胞NP69培养使用加入10%胎牛血清(FBS)和100 U/mL青霉素、100 ng/mL链霉素的KM完全培养基中。所有细胞均放置于37 ℃恒温,5%CO2培养箱中。

1.4 热疗

热疗处理采用恒温水浴的方式,提前将恒温水浴锅温度提高到43 ℃,稳定1 h。先将细胞置于预热的培养基中,然后将细胞培养皿底部浸泡于水浴锅中保持30 min。

1.5 细胞转染

阴性对照siRNA(siCon)和p38γ siRNA由 安徽通用生物公司合成 (Anhui, China)。 人p38γ siRNA序列如下: 5'-GAAUGGAAGCGUGUUACUUTT-3',3'-AAGUAACACGCUUCCAUUCTT-5' 和5'-GGAAAUAGACCCUUUUGUATT-3',3'-UACAAAAGGGUCUAUUUCCTT-5'。p38γ过表达质粒购自上海吉凯基因,转染至CNE-2细胞中;一个空载序列作为阴性对照(siCon)。转染试剂使用Lipo6000,购自Beyotime, 试剂使用依据制造商说明书。

1.6 Western blot

收集不同处理组的细胞,消化收集,离心1 000 r/min, 3 min, 加入RIPA(Solarbio, Beijing, China)充分溶解。 然后将裂解物煮 沸15 min, 加入浓度为7.5%~12%的SDS-PAGE 凝胶分离蛋白质。用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶法从CNE-2细胞中分离出总蛋白,电泳后转移到硝化纤维素膜上。与指定的一抗在4 ℃孵育过夜后,用TBST洗涤3次,每次10 min。进一步洗涤后,使用化学发光HRP底物对抗体修饰带进行孵育。孵育结束后用TBST洗涤3次,每次10 min。最后将条带使用ECL(Abbkine ECL PicoLight Substrate, BMU101-CN)发光液进行化学成像检测。

1.7 RNA提取和qPCR

根据制造商的说明,使用TRIzol试剂(Takara)从胰蛋白酶消化的细胞悬液中提取总RNA。用NanoDrop 分光光度计(Thermo scientific)进行定量。根据PrimeScript RT试剂盒(Takara, RR037A)进行反转录。然后将cDNA稀释,将100 ng的cDNA作为模板,使用qPCR SYBR Green Mix(Yeasen, Shanghai, China, 11202ES03)进行实时定量PCR检测。使用Step OnePlus实时定量系统(Thermo Scientific, USA)进行反应,目的基因mRNA的相对表达水平与Alpha Tubulin管家基因对照使用2-ΔΔCt方法测定。引物序列如表1。

表1引物序列

1.8 细胞增殖检测

细胞增殖检测使用CCK-8、 细胞克隆形成 和5-乙炔基-20-尿嘧啶脱氧核苷(EdU)增殖检测。CCK-8检测增殖,96孔板内每孔加入5 000 个细胞,分组处理,孵育一定时间后每孔加入10 μL CCK-8(Dojindo, CK04)溶液, 放回37 ℃培养箱孵育 1 h。放置酶标仪(ThermoFisher Varioskan LUX)下检测450 nm下的OD值,随后归一化计算。细胞克隆形成实验,6孔板内每孔加入1 500个细胞,然后孵育至单个菌落的细胞数等于或超过50个。 孵育结束后加入预冷的PBS清洗两次,加入4%多聚甲醛固定15 min。然后加入0.1%结晶紫染液染色,之后对这些菌落进行拍照成像,并计算菌落总数。在研究热处理对细胞增殖的影响时,每两天对细胞进行一次热处理。DNA复制细胞的比例代表细胞的增殖状态,因此使用EdU检测试剂盒(RiboBio, Guangzhou, China)进行测定。细胞接种于96孔板,每孔加入1×104个细胞,分组处理,放回培养箱孵育,一定时间后按照试剂盒说明书进行染色。EdU掺入率计算为EdU掺入细胞数与总染色细胞数之比。每组至少计数500个细胞。

1.9 细胞迁移

用Transwell法和划痕法分析细胞迁移。Transwell测定,准备好Transwell室并将其放置在24孔板中,每个小室铺满4×104个细胞,加入200 μL含20%胎牛血清的完全培养基,下室加入600 μL基础培养基,24 h后吸出培养基。用预冷PBS洗涤2次,4%多聚甲醛固定15 min, 0.1%结晶紫染色10 min。在流动的水下慢慢冲洗,小心地擦洗内部并干燥一会儿。之后,对小室进行显微镜下成像,并计算细胞总数。在研究热处理对细胞增殖的影响时,对细胞进行一次热处理。在划痕实验中,将生长良好的细胞转移到6孔板上,培养一段时间。当细胞密度达到80%时,弃用培养基,按“#”方法用小枪尖标记,用PBS清洗两次,加入基础培养基,然后在显微镜下拍照,记录0 h时划痕宽度,继续培养。分别在24 h和48 h拍照记录同一位置的划痕宽度,并计算迁移距离。

1.10 流式细胞术

依据CyclePlus kit(Beyotime C1052)和Annexin V-FITC/PI Apoptosis Detection Kit(US EVERBRIGHT INC,F6012)制造商说明测定细胞周期参数和凋亡。细胞在43 ℃中热疗处理40 min, 于37 ℃下恢复24 h。用不含EDTA的胰蛋白酶收集贴壁细胞,与培养上清混合并离心,然后在500 μL结合缓冲液中重悬细胞。在加入Annexin-V-FITC和PI后,细胞悬液在室温下黑暗孵育15 min, 然后于BD FACS Aria TM III Cell Sorter(BD Biosciences)下采集细胞凋亡数据。细胞周期检测:细胞于43 ℃热疗处理30 min, 然后在37 ℃下恢复12 h。将收集的细胞在4 ℃下用70%的冰酒精固定过夜,然后加入500 μL PI/RNase染色缓冲液,室温下固定30 min。数据分析采用Flow Jo V10 软件分析细胞凋亡,Modfit软件估计细胞周期参数。

1.11 数据分析

实验结果均使用SPSS 27.0软件进行数据分析,数值以平均值±标准差表示。两组间数据是否具有差异性采用双尾t检验进行分析。GraphPad Prism 8.0制作统计图。P<0.05认为差异有统计学意义。


2、结果


2.1 p38γ在鼻咽癌细胞中高表达,促进细胞增殖

首先参考TCGA(The Cancer Genome Atlas)数据库来测试NPC中的p38γ mRNA转录物。结果显示NPC肿瘤组织(“Tumor”“肿瘤”,n=518)中的p38γ转录物显著高于正常鼻咽上皮组织(“Normal”“正常”,n=44),差异有统计学意义(P<0.05)(图1A)。Kaplan-Meier Plotter数据库生存分析显示,NPC患者的p38γ 高表达与较差的生 存相关(P=0.006 4)(图1B)。

为了证实这些结果,我们选择了鼻咽癌细胞系CNE-2、5-8F、6-10B和正常鼻咽上皮细胞NP69来确定p38γ的相对表达量。qPCR分析证实,鼻咽癌细胞中p38γ mRNA水平明显高于匹配的邻近鼻咽上皮组织(图1C),使用蛋白质印迹法检测p38γ的表达,进一步证实了p38γ蛋白在鼻咽癌细胞中的表达上调(图1D)。

2.2 过表达p38γ促进鼻咽癌细胞增殖

为了确定p38γ对鼻咽癌细胞增殖的影响,我们使用过表达质粒转染CNE-2细胞,检测p38γ是否参与鼻咽癌细胞增殖。首先检测过表达转染效率,以保证后续实验结果的准确性。采用qPCR和Western blot分别检测mRNA分子水平和蛋白质分子水平的过表达效率(P<0.01)(图2A,B)。接下来进行了细胞平板克隆形成实验,在培养一定时间后检测细胞克隆数目,结果显示过表达后细胞的克隆形成率增加,结果具有统计学差异(P<0.001)(图2C)。同时CCK-8检测过表达p38γ分子后细胞增殖状态的变化,在不同的时间点检测450 nm波长下的OD值,结果显示96 h后过表达组鼻咽癌细胞CNE-2的增殖率明显高于对照组(P<0.001)(图2D)。为了揭示鼻咽癌细胞分子水平的增殖变化,我们在蛋白水平上选择了两个细胞增殖标志物进行检测,发现过表达p38γ后鼻咽癌细胞中增殖正调节因子PCNA表达上调,负调节因子p27表达水平下降(图2E)。接下来,我们通过EdU染色检测细胞DNA复制水平的变化,结果显示过表达p38γ后处于增殖期的细胞比例升高(P<0.05)(图2F)。以上结果表明,过表达p38γ在鼻咽癌中具有促肿瘤活性。

2.3 敲低p38γ抑制鼻咽癌细胞增殖

以上结果已经显示出p38γ过表达后鼻咽癌细胞的增殖明显增强。那么,为了进一步阐明p38γ在鼻咽癌细胞生长中的 作用,我们选择靶 向p38γ siRNA,与细胞共转染,敲低CNE-2中的p38γ表达。首先用空白对照质粒和p38γ质粒转染CNE-2细胞,并通过qPCR和Western blot检测证实转染效率,结果显示,相对于对照组(siCon),使用独立的靶向p38γ的siRNA,p38γ在蛋白质和mRNA水平上分别显著耗尽(图3A和B)。接下来,在此基础上进行一系列实验。使用CCK-8测定法对细胞增殖的进一步分析表明,96 h后,p38γ敲低显著抑制了CNE-2细胞的增殖(图3C)。同时,集落形成实验结果显示,相对于siCon组,p38γ敲低组CNE-2细胞形成的集落数明显减少(图3D)。同时WB结果显示,敲低后si-p38γ组蛋白表达量降低,同时与增殖相关的蛋白PCNA水平下降,相反的,增殖负调节因子p27表达水平上调(图3E)。此外,它显著降低了EdU阳性细胞核比率(图3F)。

图1 p38γ在鼻咽癌细胞中高表达,与不良预后相关

2.4 热疗抑制鼻咽癌细胞进展

热疗可以增加放化疗敏感性,有效抑制鼻咽癌患者的不良进展,但是具体的机制尚不清楚。为了阐明热疗对鼻咽癌细胞增殖的影响,我们采用43 ℃的恒温水浴模拟临床使用的热疗。提前将水浴锅调至43 ℃,并稳定一个小时。将生长状态良好且密度为80%的CNE-2细胞放置在水浴锅内,持续加热30 min后将细胞取出,分别放回37 ℃、5%CO2的恒温培养箱培养24 h。使用CCK-8检测热激对细胞增殖产生的影响,结果显示热激对鼻咽癌增殖细胞有明显抑制,且与对照组相比该差异具有统计学意义(图4A)。Western blot显示热疗后细胞增殖标记物PCNA蛋白水平降低,而p27水平升高(图4B)。此外,我们还进行了克隆形成实验,在细胞生长过程中每两天进行一次加热处理。我们发现热激可以在体外有效抑制CNE-2细胞克隆的形成,热疗组形成的克隆数目比对照组明显减少(图4C)。同时,它降低了 EdU 阳性细胞核比率(图4D)。另外,我们同时进行Transwell和划痕实验检测发现热疗也可以抑制细胞迁移(图4E,F)。以上这些证据已经证明热疗可以减少细胞增殖,并可以抑制细胞迁移,但其机制尚不清楚。高温可影响细胞周期或直接诱导细胞凋亡。采用膜联蛋白V和碘化丙啶(PI)荧光染料对凋亡细胞和坏死细胞进行流式细胞术分析。同时,我们根据PI结合双链DNA含量显示的荧光强度来测量细胞周期。结果显示,与对照组相比,热处理后,G0/G1期细胞比例升高,而G2/M期细胞比例降低(图4G)。另外,热处理CNE-2细胞后,早期和晚期凋亡细胞数量增加,坏死细胞数量略有增加(图4H)。综上所述,这些数据表明热处理主要通过G0/G1细胞周期阻滞和促进细胞凋亡来抑制鼻咽癌细胞的生长。

图2 p38γ过表达促进鼻咽癌细胞的增殖

2.5 热疗能够逆转p38γ过表达引起的增殖加快

在上述已经出现的结果来看,热疗可以抑制鼻咽癌细胞的增殖,这种效应同p38γ敲低抑制增殖相似。为了验证p38γ是否参与热疗的抗肿瘤效应,我们将过表达p38γ后的细胞进行热疗处理,观察热疗能否逆转这种效应。将实验分为四组,分别为空白对照组、热疗处理组、p38γ过表达组以及过表达联合热疗处理组。同样地,过表达和热疗处理时间均和以上一样。通过CCK-8检测热疗联合过表达p38γ组细胞的增殖状态是否发生变化,结果显示,相比于过表达组,热疗处理后细胞增殖速率明显降低,且低于空白对照组(图5A)。同样地,细胞克隆数目显示过表达质粒的细胞经热疗处理后细胞数目明显降低(图5B)。与此同时,我们对细胞增殖标记物进行了分析,发现相比于p38γ过表达组,热疗处理后,过表达组中细胞增殖标记物PCNA蛋白表达水平降低,而p27表达水平升高,与预期的结果一致(图5C)。此外,热疗降低了过表达质粒的细胞中的EdU阳性细胞核比率(图5D)。以上结果说明热疗确实可以逆转p38γ过表达引起的增殖加快,证明p38γ参与热疗抑制鼻咽癌细胞增殖过程。

图3 p38γ基因敲低可抑制鼻咽癌细胞的增殖

2.6 热疗通过降解p38γ分子发挥抗肿瘤效应

上述实验结果证实热疗可以逆转p38γ过表达引起的增殖加快,证实了热疗的有效性。接下来,我们猜测热疗的抗肿瘤效应是否可以通过直接作用于p38γ分子而产生。我们在较短的时间点分析NPC细胞系中的p38γ蛋白水平变化,分别在43 ℃热处理15、30和60 min后立即制备样品。Western blot分析显示热处理30 min后p38γ蛋白水平显著降低(图6A),尽管p38γ mRNA水平不受影响(图6B)。然后通过设置在37 ℃恢复时间梯度,在蛋白质水平检测p38γ分子的表达水平,发现72 h时其蛋白表达水平持续降低(图6C),因此可以得出初步结论,热疗可以使p38γ蛋白水平持续下降。我们评估了蛋白酶体和溶酶体降解途径抑制剂的作用。NPC细胞系在43 ℃热处理之前用蛋白酶体抑制剂MG132或溶酶体抑制剂磷酸氯喹(CQ)进行预处理。值得注意的是,我们发现CQ治疗挽救了p38γ的水平,但MG132没有此效应(图6D),表明热疗通过溶酶体途径诱导p38γ降解。那么,我们有理由认为热疗可以通过降解p38γ分子,降低细胞增殖速率。


3、讨论


鼻咽癌是一种起源于EBV病毒的癌症,在临床实践中部分患者放疗后复发是不可避免的,也是治疗预后差的主要原因之一[26]。肿瘤复发的潜在机制非常复杂,目前还在研究中。到目前为止,鼻咽癌的分子调控在鼻咽癌的进展中发挥了重要作用。热疗作为一种治疗手段,在癌症的治疗中发挥着重要的作用,在临床实践中也具有相当的治疗效果。我们发现p38γ参与鼻咽癌的发生发展。通过数据库中的信息和我们的验证,我们猜测p38γ可能是鼻咽癌治疗的靶点,并以此为基础开展了研究。

图4热疗可抑制鼻咽癌细胞的进展

图5热疗能够逆转p38γ过表达引起的增殖

图6热疗通过溶酶体途径诱导p38γ降解

热疗是继手术、放疗、化疗和免疫疗法之后的另一种治疗方法。热疗是指利用一定的能量物质(微波、射频、超声波等)将能量传递到一定的深层组织,产生生物效应。它利用正常组织与病变组织的差异以及能量吸收后生物效应的差异,达到治疗疾病而不损害正常组织器官的目的[27]。经过广泛的研究,热疗已被证明具有相当大的增强放疗和化疗的潜力,并且经常被用作常规治疗方案中的放化疗增敏剂。在放疗中加入热疗可以阻止DNA断裂修复,增加p53的转录激活,从而诱导促凋亡信号通路[28-29],并通过细胞周期蛋白的积累增加辐射诱导的G2/M期细胞周期阻滞[30]。同时,肿瘤局部加热导致肿瘤血流量和灌注增加,血管通透性增加,积极影响小分子和纳米药物化疗在肿瘤内的积累和分布,提高化疗疗效。热疗也可通过直接作用对肿瘤产生杀伤作用。持续高温可直接导致DNA损伤[28],抑制细胞周期进程,或增加复合体形成中未修复的DNA断裂数量,从而激活促凋亡信号通路。此外,一些DNA修复蛋白,包括H2AX、Rad51、BRCA2和Ku70,可以被高温抑制[31-32]。近期研究发现,热疗通过增加热休克蛋白(heat-shock proteins, HSPs)的表达影响肿瘤免疫微环境,加速细胞内损伤相关分子模式的释放,其中包括热休克蛋白、三磷酸腺苷(adenosine triphosphate, ATP)它们共同激活免疫系统对抗癌细胞[33]。越来越多的证据表明,热疗参与了分子机制的调控。

p38 MAPK是一种应激激活蛋白,在细胞外信号转导中起重要作用[34]。p38 MAPK与癌症之间的关系是复杂的[35-37]。MAPK12(p38γ)作为p38 MAPK家族中的一种,可被应激和有丝分裂信号激活,参与控制细胞周期,促进肿瘤的发生发展[38]。在过去的20年中,p38γ的致癌活性得到了广泛的研究[39-40]。p38γ在大肠癌HT-29细胞中高表达,p38γ敲除/沉默抑制了细胞的生长、增殖和迁移,并诱导了显著的细胞凋亡;异位高表达促进原发性结肠癌细胞的生长、增殖和迁移[41]。临床星形细胞胶质瘤患者样本显示p38γ在高级别胶质瘤患者中的表达水平显著高于正常对照组和低级别胶质瘤。p38γ使胶质瘤细胞增殖率降低,细胞凋亡[42]。在骨肉瘤中,miR-187分子的异常下调可靶向上调p38γ,进而促进骨肉瘤的癌症进展[43]。

最近一篇具有里程碑意义的论文发现p38γ是肝脏肿瘤发生和Rb蛋白磷酸化所必需的[22],从而将MAPK途径活性与肿瘤发生过程中的细胞周期进展联系起来。我们的研究也证实了这一结论,发现p38γ水平与鼻咽癌细胞系的致瘤潜能密切相关,且在鼻咽癌细胞系中高表达,敲除p38γ后细胞的增殖能力明显降低,过表达后细胞的增殖能力增强。因此,如何稳定靶向p38γ的表达已成为鼻咽癌治疗的新策略。

本课题组前期研究发现同样发挥促瘤作用的c-Myc受热疗影响,在热疗作用后肿瘤细胞内含量降低,进而抑制肿瘤细胞增殖及转移[44]。基于此,我们设想,同为和细胞增殖相关的蛋白p38γ是否也受热疗影响呢?同样,我们的研究发现,高温可以抑制p38γ蛋白的表达,并通过溶酶体途径降解p38γ蛋白,减少细胞内蛋白总量,产生与敲除p38γ基因相似的作用。此外,热疗可以逆转p38γ过表达的作用,这进一步验证了热疗通过抑制p38γ起作用。这项研究有一些局限性。p38γ在鼻咽癌细胞中高表达,具有促瘤活性。热疗可通过降解p38γ降低鼻咽癌细胞的增殖率,但是否也影响鼻咽癌细胞的其他功能,如EMT、细胞凋亡等,还有待进一步探讨。p38γ是否调控其他途径仍需进一步探索和验证。综上所述,本研究提示热疗可以通过靶向p38γ的降解来抑制鼻咽癌细胞的增殖。


参考文献:

[37]赵思豪,蒋树龙.p38γMAPK信号通路在肿瘤进展中的作用及机制研究[J].现代肿瘤医学,2021,29(09):1619-1623.


基金资助:河南省卫生健康委员会项目(编号:LHGJ20220371);


文章来源:吴晶晶,李慧珍,石淑玲,等.热疗靶向降解p38γ抑制鼻咽癌细胞增殖[J].现代肿瘤医学,2024,32(24):4588-4599.

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