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研究目的:下咽癌以鳞状细胞癌为主,是一种生存率较低的头颈部肿瘤。下咽鳞状细胞癌(下咽鳞癌)发病部位隐蔽,症状不典型,往往就诊时已是中晚期。有研究表明非手术治疗与手术切除对患者生存率影响无统计学差异,而保留器官功能的保守治疗极大提高了生存质量。因此,深入挖掘其发生发展的生物学机制对下咽鳞癌的诊疗有极大的意义。肿瘤细胞的分化程度是决定肿瘤恶性度的重要因素。遗憾的是,和最终的分化程度相比我们无法获取发病初期最早的分化状态。未分化层和分化层物理结构清晰、各层标志蛋白明确和便于体内外分化实验等优点使复层鳞状表皮成为研究上皮细胞分化的理想组织。我们推测下咽鳞癌分化可能与表皮细胞的分化享有某些共同的机制。文献报道组蛋白H3K4me3修饰及其去甲基化酶Jarid1b在发育及肿瘤细胞增殖分化中发挥重要作用,但在表皮及下咽鳞癌中的作用机制尚不清楚。课题拟明确H3K4me3及其去甲基化酶Jarid1b在表皮中的调控作用机制,并借鉴此机制深入研究其对下咽鳞癌细胞增殖分化的影响。研究方法:1.取人包皮组织切片进行免疫组化,检测H3K4me3和Jarid1b在表皮基底细胞及分化层细胞中的差异性表达;高钙诱导HaCaT细胞分化,检测H3K4me3、Jarid1b和分化标志蛋白的表达。2.HaCaT细胞中基因敲除或过表达Jarid1b,运用CCK8、Western blotting、RT-qPCR等方法明确Jarid1b在细胞增殖分化中的作用。3.混合Jarid1b基因敲减HaCaT细胞与小鼠成纤维细胞移植于裸鼠背部构建重组表皮,利用免疫组化方法观察Jarid1b对重组表皮分化的影响。4.在HaCaT和FaDu细胞中利用Western blotting、RT-qPCR等方法检测Jarid1b对AKT通路及间质-上皮转化(MET)基因的影响。5.采用GraphPad进行数据资料分析,P<0.05认为具有统计学显著差异。结果:1.对表皮及HaCaT细胞研究表明,表皮细胞分化时H3K4me3降低,Jarid1b表达增高。Jarid1b促进HaCaT细胞分化抑制增殖。机制上,我们发现在HaCa T中Jarid1b显著增加了间质-上皮转化相关基因的表达,其中Ovol1正调控分化基因K10、IVL的表达。此外,PI3K/AKT通路抑制剂抑制Ovol1的表达。PI3K/AKT通路抑制因子Ship1过表达抑制Ovol1的表达;基因敲减Ship1激活PI3K/AKT通路,增强Ovol1表达。2.对下咽鳞癌的研究表明,与低分化的下咽鳞癌相比,Ovol1在中高分化下咽鳞癌中表达增高。FaDu细胞中Ovol1过表达增加上皮分化标记蛋白K10的表达并抑制了细胞的增殖。Jarid1b通过PI3K/AKT信号通路正向调控Ovol1表达。结论:综上所述,我们研究表明Jarid1b可能通过抑制Ship1激活AKT/Ovol1通路促进表皮HaCaT和下咽鳞癌Fa Du细胞分化,Jarid1b在下咽鳞癌中发挥抑癌基因作用。研究意义:表皮鳞状细胞的增殖和分化是决定皮肤正常发育的两个最基本面。另一方面鳞癌来源于鳞状细胞,我们推测其与皮肤发育有着相似的调控机制。表皮干细胞分化作为模型筛选细胞增殖分化的调控分子,同时结合鳞癌在细胞动物及临床水平进行深入研究。通过这种对鳞癌从基础到临床的研究创新模式,通过深入研究表皮干细胞增殖分化的重要调控分子,将为我们破解鳞癌发生发展机制提供最有力的线索。以此为基础,在鳞癌中对调控网络中重要分子的基因表型进行验证,寻找潜在分子靶点。本研究表明Jarid1b促进表皮干细胞分化,这和在下咽癌中的抑癌功能和作用机制相一致。Jarid1b通过下调Ship1这一AKT通路抑制分子表达,从而激活AKT/Ovol1促进上皮和下咽鳞癌细胞的分化抑制增殖。而在此之前通常认为Jarid1b是癌基因,结合我们在下咽癌中的研究成果使人们重新认知了Jarid1b的功能,无疑是这一领域的极大创新,对皮肤疾病及下咽鳞癌的研究有着积极的创新意义。