TXNRD1相关铁死亡蛋白与鼻咽癌复发/转移的相关性研究

背景:鼻咽癌(Nasopharyngeal carcinoma,NPC)是一种与EB病毒感染(EpsteinBarr virus,EBV)相关的癌症,是我国华南地区尤其是广东省的主要公共卫生问题,其首选治疗方式是放疗,并辅以化疗。目前影响鼻咽癌患者生存的原因主要是治疗后出现复发及远处转移,且复发性鼻咽癌治疗后易出现多种致死性并发症,且具有一定的放疗抗性,治疗极其棘手。所以寻找能有效预测鼻咽癌复发的特异性标志物,将容易复发的鼻咽癌患者早期甄别出来,并提供个性化医疗以降低肿瘤复发,这对提高患者生活质量极为重要。铁死亡作为一种铁依赖性,以脂质过氧化物累积为特征的程序性细胞死亡,被认为是一种肿瘤生长抑制剂,目前被发现与头颈部鳞状细胞癌(Head and neck squamous cell carcinoma,HNSCC)的生长调LXH254使用方法节密切相关。以谷胱甘肽过氧化物酶4(Glutathione peroxidase 4,GPX4)为中心的脂质抗氧化系统是逆向调控铁死亡的重要通路,是目前研究的重点和热点,而TXNRD1参与的硫氧还蛋白系统是细胞内的辅助抗氧化系统,在维持细胞氧化还原状态的平衡和调节也是必不可少的,但目前相关研究较少。目前已报道TXNRD1在多种癌症中呈高表达,例如HNSCC、肝癌、乳腺癌、前列腺癌和甲状腺癌,并且与侵袭性肿瘤的不良预后相关。在肝癌组织和细胞中,TXNRD1相对于正常组织上调,在Nrf2的转录激活的驱动下,TXNRD1抵消肝癌中产生的细胞内活性氧并促进肝癌细胞的增殖,这些发现表明TXNRD1对促进肿瘤发展有重要作用。基于以上研究背景,本课题围绕与TXNRD1相关的铁死亡基因,通过细胞实验、生信分析、免疫组化(Immunohistochemistry,IHC),在鼻咽癌复发/转移的作用及预测价值上展开研究,为鼻咽癌复发/转移寻找新的标志物。目的:首先在细胞实验中验证HNSCC存在铁死亡,铁死亡诱导剂能抑制HNSCC细胞生长。其次利用数据库寻找HNSCC中与TXNRD1相关的铁死亡基因,分析其在头颈部鳞癌组织和正常组织的表达情况以及与患者预后的相关性,最后利用鼻咽癌患者组织标本的免疫组化结果来验证生信筛选出的TXNRD1相关的铁死亡蛋更多白与鼻咽癌复发/转移的相关性及预测价值。方法:(1)通过培养鼻咽癌细胞CNE-1及喉癌细胞HEP-2分析HNSCC中是否存在铁死亡,通过不同浓度的铁死亡诱导剂研究铁死亡对HNSCC生长的抑制情况。(2)利用UALCAN数据库查找与TXNRD1相关性强的铁死亡基因,比较其在HNSCC与正常组织的表达情况及与临床分期的关系;通过THPA数据库分析候选蛋白与患者生存时间的相关性。(3)将鼻咽癌患者分为复发转移组和随访正常组,通过IHC检测两组病理标本候选预测蛋白的表达,比较两组患者的一般资料、候选预测蛋白在两组之间的表达情况以及其与临床病理参数的相关性。采用多因素二元Logistic回归分析影响鼻咽癌复发/转移的因素,绘制ROC曲线分析铁TLC bioautography死亡相关蛋白对鼻咽癌复发/远处转移的预测价值。结果:(1)细胞实验结果:(1)鼻咽癌CNE-1、喉癌HEP-2细胞中存在铁死亡。(2)铁死亡诱导剂ML210能抑制CNE-1、HEP-2的增殖,且呈浓度依赖性。(2)公共数据库结果:(1)在HNSCC中与TXNRD1强相关的铁死亡基因有SLC7A11、GCLM、GCLC,并且SLC7A11、GCLM、GCLC在HNSCC的表达水平高于正常组织。(2)生存分析结果显示:SLC7A11、GCLM、GCLC表达水平高的HNSCC患者生存时间缩短,且SLC7A11、GCLM蛋白表达水平与生存时间具有显著相关性。(3)免疫组化结果:(1)GCLM和GCLC在复发转移组中的阳性率均显著高于随访正常组。(2)GCLM蛋白表达与年龄、临床分期相关,GCLC蛋白表达与临床分期相关。(3)两组在年龄和临床分期构成比上差异具有统计学意义。(4)多因素二元Logistic回归分析结果显示:GCLM表达水平能影响鼻咽癌复发/转移。(5)ROC曲线分析结果提示GCLM作为预测鼻咽癌复发/远处转移的蛋白标志物具有一定价值。结论:(1)HNSCC细胞中存在铁死亡,铁死亡诱导剂能抑制HNSCC的生长。(2)铁死亡相关蛋白(x CT、GCLM、GCLC)是HNSCC患者的不利因素。(3)GCLM蛋白可能成为鼻咽癌患者复发/远处转移的新型分子标志物,对预测鼻咽癌复发/远处转移具有一定价值。