研究背景及意义食管癌是高发病率和高致死率的肿瘤之一。食管癌主要分为腺癌和鳞癌,在发展中国家中,鳞癌为主要癌症类型,在发达国家中腺癌较多见。两种类型的食管癌均呈现出恶性生长和早期侵袭转移的特性,也是导致患者预后不佳的主要原因。目前食管癌病人的长期存活率仍较低。近年来分子靶向治疗成为肿瘤诊治的新方向和热点,在EGFR突变患者的食管癌治疗中已取得一定疗效,寻找更有效的靶基因及阐明其作用机制仍备受瞩目。MUC1(粘蛋白1)是一种在正常上皮根尖表面表达的异二聚体糖蛋白,在多种癌症中表达过高。MUC1由细胞外N端亚基(MUC1-N)和跨膜C端亚基(MUC1-C)组成,这两个亚基在细胞膜处形成稳定的异二聚体复合物。MUC1过度表达与肿瘤的黏液分泌、增殖、侵袭、转移与预后不良相关。我们前期的研究已经证实在食管鳞癌中MUCI同样处于过度表达状态。近年来研究者们多将目光聚焦于MUC1-C,认为它在异二聚体中发挥主要作用。MUC1-C已经被证实能被不同的激酶磷酸化,并与转录相关的各种效应物相互作用,从而参与转录过程。MUC1-C与线粒体外膜的结合也能抑制应激引起的线粒体跨膜电位的丧失。MUC1在肿瘤中的过度表达阻断了 DNA损伤剂、活性氧、缺氧等对细胞凋亡和坏死的影响。MUC1-C在细胞质结构域含有CQC基团,这些基团在MUC1的同聚化和作为癌蛋白发挥功能中起到重要作用。因此,同样含有CQC基团的穿膜肽GO-201/GO-203具有抑制MUC1-C的作用。蛋白质翻译是一个严格调控的过程,受翻译起始的调控。起始因子eIF4F复合物控制翻译的启动,它由e1F4E与eIF4G和eIF4A复合形成。PI3K-AKT信号通路是蛋白质翻译的主要调节因子,它位于哺乳动物雷帕霉素复合物1(mTORC1)靶点的上游。mTORC1激活40s核糖体蛋白S6激酶(S6Ks),促进帽依赖性翻译,进而增强eIF4A RNA解旋酶的活性。S6Ks抑制细胞程序性死亡蛋白4(PDCD4)的降解,该蛋白是eIF4A抑制剂。eIF4A通过展开mRNAs中高度结构化的5’非翻译区(UTRs)来启动翻译。肿瘤细胞通过mTORC1诱导的eIF4A RNA解旋酶激活来调节细胞对生长信号的反应。尽管多项基础研究已经部分揭示了MUC1-C在肿瘤中发挥作用的机制,但在食管鳞癌生长转移过程中的作用一直未见有相关报道。在这项研究中,我们将研究MUC1-C在食管鳞状细胞癌中的表达,分析其表达和细胞定位、与食管鳞状细胞癌的生物学行为的关系,并进一步探讨分子机制。以为食管鳞癌的治疗提供新的方向。第一部分MUC1-C在食管鳞癌中的表达及与生物学相关性的研究目的:明确MUC1-C在食管鳞癌组织中的表达及定位,分析其与食管癌生物学行为的相关性。方法:收集40对食管癌患者行食管切除术后的食管鳞癌组织及癌旁组织,免疫组织化学、免疫荧光和Western blot检测在ESCC组织和细胞系中MUC1-C和MYC的表达。采用qRT-PCR检测MYC mRNA水平。此外,采用CCK8法、平板克隆实验、Transwell实验检测MUC1-C在ESCC细胞增殖、侵袭和迁移中的作用。流式细胞计数法检测细胞凋亡。结果:MUC1-C在细胞核中的表达和MYC在ESCC组织中的表达均显著高于非癌组织。所有实验均表明,运用GO-201抑制MUC1-C对细胞核的靶向作用,显著降低了 ESCC细胞的增殖、侵袭和迁移能力,并且促进了细胞凋亡。GO-201对MUC1-C过表达ESCC细胞的作用与下调MYC表达和诱导细胞凋亡有关。结论:以细胞核为靶点的MUC1-C在ESCC的恶性生长中发挥着重要的作用。第二部分MUC1-C在食管鳞癌代谢中的作用及分子机制研究目的:探索MUC1-C在食管鳞癌代谢中的作用及分子机制方法:收集20对食管癌患者食管鳞癌组织及癌旁组织,免疫组织化学、Western blot检测MUC1-C和TIGAR在ESCC组织中的表达。采qRT-PCR检测TIGAR mRNA水平。Western blot检测AKT通路蛋白磷酸化,同时检测运用通路抑制剂后TIGAR表达变化。流式细胞术检测细胞ROS水平和凋亡水平。还原型谷胱甘肽及线粒体膜电位也同时被检测。结果:TIGAR在ESCC组织中高表达并与MUC1-C呈正相关。抑制MUC1-C可同时抑制AKT-mTORC-S6K1通路的信号转导,阻断TIGAR翻译。GO-203对TIGAR的抑制作用是通过抑制AKT-mTOR-S6K1通路介导的。GO-203对TIGAR的抑制作用与谷胱甘肽水平的降低、活性氧的增加和线粒体跨膜电位的丧失有关。在异种移植组织中,GO-203阻碍ESCC肿瘤的生长,抑制MUC1-C和TIGAR的表达.结论:MUC1-C通过AKT-mTOR-S6K1通路参与ESCC的代谢,并调节TIGAR翻译,提示MUC1-C是治疗ESCC的潜在靶点。