MMR：胡毅教授团队阐明食管癌恶性进展新分子机制
时间：2022-10-13 15:57:23 热度：37.1℃ 作者：网络
近日，解放军总医院第五医学中心肿瘤医学部主任胡毅教授团队与空军军医大学第二附属医院闫小龙教授团队合作在国际学术期刊Military Medical Research杂志发表了题为“Melatonin inhibits ESCC tumor growth by mitigating the HDAC7/β-catenin/c-Myc positive feedback loop and suppressing the USP10-maintained HDAC7 protein stability”的研究论文。
胡毅教授和空军军医大学闫小龙教授为本文共同通讯作者，肿瘤医学部马志强主治医师及空军军医大学冯英同博士和郭凯博士为本文的共同第一作者。
Military Medical Research杂志（影响因子：34.915）为中国科技期刊卓越行动计划入选期刊和中国最具国际影响力学术期刊，该研究成果发表切实响应了把论文写在祖国大地上的号召，展示我国科研工作者的最新研究成果。
褪黑激素是一种主要由松果体分泌的激素，已被证明具有广泛的生物活性，包括昼夜节律调节、抗氧化、抗炎和免疫调节。 至于癌症，越来越多的证据表明，褪黑激素通过多种相互关联的机制在起始、进展和转移阶段表现出肿瘤抑制特征。 食管鳞状细胞癌 (ESCC) 在全球癌症相关死亡原因中排名第 6。 与许多其他实体瘤一样，ESCC 的发展和进展被认为是由失调的癌基因积累引起的多步骤过程 。 尽管褪黑激素已成为一种有吸引力的抗癌剂，可对抗各种恶性肿瘤，但其在 ESCC 中的作用和潜在的分子机制仍然难以捉摸。
为了探索褪黑激素处理对 ESCC 细胞生长的作用，我们进行了集落形成和 EdU 掺入试验以分析 EC109 和 EC9706 细胞的增殖活性。褪黑激素（0 mmol/L、1 mmol/L、2 mmol/L 或 4 mmol/L）处理 48 小时显着抑制 ESCC EC109 和 EC9706 细胞生长，呈剂量依赖性（P < 0.05，图 1a、b )，表明褪黑激素是一种潜在的抗 ESCC 肿瘤抑制剂。为了进一步研究褪黑激素对 ESCC 发挥抗增殖作用的潜在分子机制，基于 RNA-seq 的转录组分析用于评估对照和褪黑激素治疗（1 mmol/L、2 mmol/L 或 4 mmol/L) EC109 细胞组。在分析了显着的基因变化后，我们专注于 HDAC 家族并在热图中列出了所有 18 个基因（图 1c）。异常的 HDACs 表达有助于癌症的发展和进展。有趣的是，我们发现 HDAC7 是 RNA-seq 数据中排名最高的差异表达基因之一（图 1c）。
HDAC7 表达在 ESCC 中的预后作用尚未见报道。为了确认ESCC中的HDAC7表达，通过IHC分析在含有148对肿瘤-正常组织的ESCC组织微阵列中检测HDAC7蛋白水平（图2a）。我们发现HDAC7水平与pTNM分期呈正相关，而不是与分化、肿瘤侵袭和淋巴转移呈正相关（表（表1）.1）。此外，ESCC中的HDAC7水平显着高于正常组织（P < 0.001，图2b），高pTNM分期（III）的ESCC组织HDAC7表达高于pTNM低分期（I和II）的组织。 （P = 0.004，图 2b）。此外，Kaplan-Meier 分析结果显示，具有高 HDAC7 水平的 ESCC 患者与较差的总体生存率相关（对数秩 P < 0.001，图 2c）。此外，单变量和多变量 Cox 生存分析均表明，HDAC7 是 ESCC 患者的独立预后因素（HR = 2.200，95% CI 1.471–3.290，P < 0.001；HR = 1.999，95% CI 1.321–3.027，P = 0.001，表2）。
Univariate and multivariate analyses of prognostic factors for ESCC patients’ survival
| Variables | Univariate analysis | Multivariate analysis | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| HR | 95% CI | P-value | HR | 95% CI | P-value | |
| Age (≥ 60 years/ < 60 years) | 1.264 | 0.816–1.959 | 0.294 | |||
| Gender (Male/female) | 1.068 | 0.641–1.781 | 0.800 | |||
| Differentiation (Poor/well and moderate) | 1.061 | 0.580–1.943 | 0.847 | |||
| Lymphatic metastasis (N1 – N3/N0) | 1.855 | 1.265–2.808 | 0.002 | 1.386 | 0.902–2.132 | 0.137 |
| pTNM stage (III/I – II) | 1.812 | 1.213–2.707 | 0.004 | 1.541 | 1.126–2.110 | 0.007 |
| HDAC7 expression (High/low) | 2.200 | 1.471–3.290 | < 0.001 | 1.999 | 1.321–3.027 | 0.001 |
| USP10 expression (High/low) | 2.799 | 1.843–4.250 | < 0.001 | 1.725 | 1.032–2.885 | 0.038 |
| c-Myc expression (High/low) | 1.255 | 1.147–1.373 | < 0.001 | 2.233 | 1.376–3.625 |
0.001 |
为了检测 HDAC7 是否介导褪黑激素对 ESCC 细胞的抗增殖作用，我们在体外进行了集落形成和 EdU 掺入试验。 与单一褪黑激素治疗组相比，褪黑激素诱导的细胞生长和集落形成抑制通过褪黑激素处理的EC109细胞中的HDAC7过表达部分挽救，但在褪黑激素处理的EC9706细胞中通过HDAC7敲低显着敏感（图2f， P < 0.05）。 此外，Western印迹分析显示褪黑激素诱导的c-Myc下调和p21和p27水平的上调也被HDAC7过表达逆转，而在褪黑激素处理的ESCC细胞中通过HDAC7敲低增强（图2g）。 总的来说，这些结果表明，HDAC7 抑制介导了褪黑激素对 ESCC 细胞的抗增殖作用。
根据2022年国家癌症中心最新数据，在我国，食管癌年新发病25.3万例，年死亡人数达到19.4万，因此食管癌进展期的治疗是目前临床一大难题，胡毅教授团队长期致力于肺癌、食管癌等多种实体肿瘤的临床和基础研究工作，相关研究成果在Nature Cancer、NPJ Precision Oncology等肿瘤学顶尖杂志均有发表。对进一步阐明驱动食管癌恶性进展的机制并寻找有效的治疗靶点具有重要意义。
此次胡毅教授团队与空军军医大学合作研究，首次报道了去泛素化酶10（ubiquitinspecific peptidase 10, USP10）和组蛋白去乙酰化酶7（histone deacetylase 7, HDAC7）的表达在食管癌组织中具有高度相关性，且其高表达与食管癌患者不良预后密切相关，提示上述分子为潜在的促癌分子并可能与食管癌演进相关。团队研究人员进一步通过分子生物学实验阐明USP10可稳定HDAC7蛋白进而激活经典β-catenin/c-Myc通路驱动食管癌细胞恶性进展的全新分子通路机制，同时还发现人体内源性激素褪黑素（Melatonin）可作为潜在的USP10和HDAC7抑制剂阻遏肿瘤细胞增殖。
胡毅教授团队目前正在开展多项组蛋白去乙酰化酶（HDAC）抑制剂类药物抗肿瘤的相关临床研究，该次基础研究成果将为开发靶向USP10-HDAC7信号通路的抗肿瘤药物和治疗方案提供理论基础和新策略。
原始出处：
Ma ZQ, Feng YT, Guo K, Liu D, Shao CJ, Pan MH, Zhang YM, Zhang YX, Lu D, Huang D, Zhang F, Wang JL, Yang B, Han J, Yan XL, Hu Y. Melatonin inhibits ESCC tumor growth by mitigating the HDAC7/β-catenin/c-Myc positive feedback loop and suppressing the USP10-maintained HDAC7 protein stability.Mil Med Res . 2022 Sep 27;9(1):54. doi: 10.1186/s40779-022-00412-0
