CUEDC2在結(jié)腸炎相關(guān)腫瘤中作用機(jī)制的研究.pdf

1、結(jié)直腸癌(Colorectal cancer,CRC)是最常見的消化道腫瘤之一,在全球惡性腫瘤中位居第三位,近年來發(fā)病率仍在呈逐年增高的趨勢(shì)。在全球每年超過一百萬結(jié)直腸癌新發(fā)病例中,僅有大約20％具有家族史,其他結(jié)直腸癌發(fā)生與環(huán)境因素、特殊的腸道共生菌和病原體、以及慢性腸道炎癥有關(guān),其中由慢性炎癥誘發(fā)的結(jié)腸腫瘤近年倍受關(guān)注。
　　在誘導(dǎo)腫瘤發(fā)生的腸道炎癥中,最常見的是炎性腸病,包括潰瘍性結(jié)腸炎(Ulcerative Colitis

2、,UC)和克羅恩氏病(Crohn’s Disease,CD)。已有流行病學(xué)證實(shí)在炎性腸病患者診斷8年-10年以后,結(jié)直腸癌的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)以每年0.5%-1%的速度遞增。有30年病史的結(jié)腸炎患者中有超過20%會(huì)最終進(jìn)展為結(jié)腸癌,而其中超過50%患者死于結(jié)腸癌并發(fā)癥。病程時(shí)間和炎癥程度與癌變風(fēng)險(xiǎn)呈正相關(guān)。這種由炎癥性腸病反復(fù)發(fā)作,不斷進(jìn)展惡化的結(jié)直腸癌被稱為結(jié)腸炎相關(guān)腫瘤(Colitis-associated Cancer,CAC)。
　

3、　目前認(rèn)為炎性腸病反復(fù)發(fā)作時(shí),免疫細(xì)胞功能紊亂,NF-kB,JAK/STAT等信號(hào)通路的異?；罨?致使TNFa、IL-1b、IL-6等促炎性因子表達(dá)增加,而異常高水平的促炎因子可進(jìn)一步激活活性氧(Reactive oxygen species,ROS)和活性氮中間體(Reactive nitrogen intermediates,RNI)的合成,改變組織細(xì)胞的生長、凋亡和增殖等生物學(xué)過程。此外,慢性炎癥的持續(xù)存在還將導(dǎo)致Wnt,p53,

4、K-ras,TGF-b等信號(hào)通路的異常,最終誘發(fā)腫瘤。
　　CUEDC2是一種含有CUE結(jié)構(gòu)域的蛋白質(zhì),在許多腫瘤中高表達(dá),如腎癌,卵巢癌和腦癌等。已有研究發(fā)現(xiàn),CUEDC2能夠與IKKa和IKKb相互作用,通過減少IKKa/b的磷酸化抑制NFkB的活性。不僅如此,CUEDC2還可以通過與JAK/STAT3通路中SOCS3特異結(jié)合,抑制各種細(xì)胞因子誘導(dǎo)的JAK1和STAT3的磷酸化,負(fù)調(diào)控JAK/STAT信號(hào)通路。同時(shí),CUEDC

5、2還是一個(gè)有絲分裂進(jìn)程中的關(guān)鍵調(diào)控因子,參與細(xì)胞周期的調(diào)控,其功能異?？蓪?dǎo)致染色體不穩(wěn)定性和腫瘤的發(fā)生。因此,CUEDC2與炎癥和腫瘤均有密切聯(lián)系,深入探討其在炎癥誘導(dǎo)腫瘤中的作用機(jī)制,對(duì)于加深我們對(duì)這一基因功能的認(rèn)識(shí)具有重要意義,也為研究“炎癥誘導(dǎo)腫瘤”調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的分子機(jī)制提供了重要線索。
　　動(dòng)物模型能夠模擬人類疾病的許多方面,在各種疾病的機(jī)制研究中具有重要意義。氧化偶氮甲烷(Azoxymethane,AOM)是一種化學(xué)致癌劑,

6、代謝產(chǎn)物通過膽汁或血液系統(tǒng)進(jìn)入腸道后,在腸道中被腸道菌群水解酶分解為游離化合物,作用于腸粘膜細(xì)胞,可能通過鳥嘌呤O6甲基化誘導(dǎo)突變損傷,發(fā)揮致癌作用。而化學(xué)致炎劑葡聚糖硫酸鈉鹽(Dextran sodium sulfate,DSS)可能通過破壞腸黏膜屏障、導(dǎo)致腸道菌群失調(diào)和巨噬細(xì)胞功能障礙等引起腸道炎癥,而且由于粘膜損傷的持續(xù)存在,也可能誘發(fā)浸潤于腸黏膜損傷部位的肥大細(xì)胞或巨噬細(xì)胞產(chǎn)生超氧負(fù)離子,促進(jìn)了腫瘤的形成和生長。由于AOM/DS

7、S模型能很好地重塑慢性腸道炎癥誘發(fā)腫瘤的生理病理過程,近年來已被廣泛用于炎癥相關(guān)腫瘤形成機(jī)制的研究。
　　基于實(shí)驗(yàn)室前期工作中發(fā)現(xiàn)CUEDC2參與負(fù)向調(diào)控NF-kB和STAT3信號(hào)通路,與炎癥和腫瘤的進(jìn)展過程相關(guān),推測(cè)其在炎癥誘導(dǎo)腫瘤形成過程發(fā)揮重要作用。本研究中利用CUEDC2基因敲除小鼠建立AOM/DSS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎相關(guān)腫瘤模型,在AOM作用誘導(dǎo)細(xì)胞突變損傷基礎(chǔ)上,周期性給予DSS刺激,模擬腸炎誘導(dǎo)腫瘤形成過程。實(shí)驗(yàn)中觀察CU

8、EDC2敲除組和野生型小鼠在結(jié)腸炎向結(jié)腸癌進(jìn)展中其體重改變、排便狀態(tài),包括糞便性狀和便血程度等臨床癥狀變化,并對(duì)模型小鼠結(jié)腸炎腫瘤形成數(shù)目、腫瘤大小和腫瘤負(fù)荷量,以及腫瘤異型增生程度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析;結(jié)果發(fā)現(xiàn)CUEDC2敲除組小鼠在周期性DSS慢性炎癥刺激下,其體重下降明顯,腹瀉和便血程度嚴(yán)重,而且最終形成的結(jié)腸腫瘤數(shù)目顯著增多,腫瘤體積更大,腫瘤組織的異型性更為明顯,腫瘤的浸潤深度和異型增生程度均顯著高于野生型。
　　為了深入探討C

9、UEDC2對(duì)結(jié)腸腫瘤形成的影響,我們檢測(cè)了結(jié)腸炎和結(jié)腸腫瘤組織中促炎細(xì)胞因子TNFa、IL-6、COX2和PGE2以及趨化因子MIP2和MCP1的表達(dá)水平,結(jié)果發(fā)現(xiàn)CUEDC2敲除小鼠結(jié)腸炎和腫瘤組織中的促炎因子表達(dá)明顯高于野生型小鼠;同時(shí)利用免疫組化的方法檢測(cè)腫瘤和炎性上皮細(xì)胞中增殖指標(biāo)Ki67、BrdU和CyclinD1的表達(dá),提示CUEDC2敲除小鼠結(jié)腸腫瘤組織和炎癥組織細(xì)胞的增殖程度均明顯高于野生型小鼠。因此,CUEDC2敲除后

10、上皮細(xì)胞增殖過度很有可能與高水平促炎因子在炎癥進(jìn)展腫瘤中的持續(xù)作用相關(guān)。為了更進(jìn)一步揭示CUEDC2在炎癥誘導(dǎo)腫瘤形成中的分子機(jī)制,對(duì)兩種基因型小鼠的結(jié)腸炎組織進(jìn)行免疫印跡實(shí)驗(yàn),結(jié)果發(fā)現(xiàn)CUEDC2敲除小鼠結(jié)腸炎組織IKKa/b和STAT3的磷酸化持續(xù)時(shí)間明顯長于野生型小鼠,由于NF-kB和STAT3是炎癥和腫瘤信號(hào)通路中最重要的轉(zhuǎn)錄因子,其激活與炎癥和腫瘤進(jìn)程相關(guān)。因此,CUEDC2敲除小鼠腫瘤形成增多可能是通過調(diào)控NF-kB和STA

11、T3通路,促進(jìn)NF-kB和STAT3的持續(xù)活化,最終導(dǎo)致了細(xì)胞增殖過度,腫瘤形成增多。
　　綜上所述,我們的研究結(jié)果在動(dòng)物水平上證實(shí)了CUEDC2在炎癥誘導(dǎo)腫瘤過程中作為重要的功能基因發(fā)揮作用,CUEDC2可通過抑制NF-kB和STAT3的活化及炎性因子的表達(dá),阻止腫瘤細(xì)胞過度增殖等過程在炎癥向腫瘤進(jìn)程中發(fā)揮保護(hù)作用。因此,此研究結(jié)果為深入探討“炎癥誘導(dǎo)腫瘤”的分子機(jī)制提供了研究線索,也表明CUEDC2有可能成為IBD病情評(píng)價(jià)和判