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口腔鳞状细胞癌(OSCC)预后差、缺乏有效靶点。本研究探讨 Panx3 与 OSCC 的关联,发现 OSCC 中 Panx3 低表达且与分化相关。过表达 Panx3 可抑制 OSCC 细胞增殖、迁移、侵袭,促进铁死亡,通过抑制 AKT/mTOR 通路实现,为 OSCC 治疗提供新方向。
口腔癌作为常见恶性肿瘤,给患者的语言、吞咽等功能带来严重影响,且 5 年生存率仅约 50%,精准治疗靶点的缺乏成为制约其有效控制的关键瓶颈。铁死亡作为一种铁依赖的脂质过氧化诱导的新型程序性细胞死亡方式,在肿瘤调控中展现出重要潜力,而 Panx 家族蛋白在部分癌症中已被证实与铁死亡相关,但 Panx3 在口腔鳞状细胞癌(OSCC)中的作用及机制却一直未被揭示。
为填补这一研究空白,天津口腔医院的研究人员开展了 Panx3 在 OSCC 中的功能与机制研究,相关成果发表在《Cellular Signalling》。该研究首次证实 Panx3 通过抑制 AKT/mTOR 信号通路促进铁死亡,进而发挥抑制 OSCC 进展的作用,为 OSCC 的治疗提供了全新的靶点与理论依据。
研究主要采用了以下关键技术方法:通过 RT-qPCR 检测 Panx3 在正常口腔黏膜上皮细胞(HOMECs)和 OSCC 细胞系(SCC15、SCC25、CAL27)中的 mRNA 表达;利用 Western blotting 检测 OSCC 组织及癌旁非癌组织中 Panx3 蛋白表达;借助免疫组织化学染色(IHC)分析 79 例 OSCC 组织和 6 例正常口腔黏膜组织中 Panx3 的表达情况,并结合肿瘤分化程度进行关联分析;通过细胞功能实验(增殖、迁移、侵袭实验)验证 Panx3 过表达对 OSCC 细胞恶性表型的影响;采用 Western blotting 检测铁死亡相关蛋白(GPX4、SLC7A11、ACSL4)及 AKT/mTOR 信号通路相关蛋白(P-AKT、P-mTOR)的表达变化;利用 AKT 激活剂 SC79 进行功能回复实验;通过裸鼠异种移植实验(xenograft assays)在体内验证 Panx3 的抑癌作用。
Panx3 在 OSCC 中低表达且与肿瘤分化相关
通过 RT-qPCR、Western blotting 及 IHC 染色发现,Panx3 在 OSCC 细胞系(SCC15、SCC25、CAL27)和组织中表达显著低于正常口腔黏膜细胞和组织,且在高分化 OSCC 组织中的表达明显高于低分化组织,提示 Panx3 可能具有抑制 OSCC 进展的作用,其低表达可能与肿瘤的恶性程度相关。
Panx3 过表达抑制 OSCC 细胞的增殖、迁移和侵袭
在 SCC15 和 CAL27 细胞中过表达 Panx3 后,细胞的增殖能力显著下降,迁移和侵袭能力也受到明显抑制,表明 Panx3 对 OSCC 细胞的恶性生物学行为具有显著的抑制作用,提示其可能作为抑癌因子参与 OSCC 的调控。
Panx3 通过抑制 AKT/mTOR 信号通路促进铁死亡
过表达 Panx3 的 OSCC 细胞中,铁死亡相关蛋白 ACSL4 表达显著上调,而 GPX4、SLC7A11(铁死亡负调控因子)表达下调,同时 AKT/mTOR 信号通路的激活形式 P-AKT、P-mTOR 表达降低。当加入 AKT 激活剂 SC79 后,Panx3 过表达诱导的铁死亡增强效应被显著逆转,证实 Panx3 通过抑制 AKT/mTOR 信号通路来促进铁死亡,从而发挥抗肿瘤作用。
裸鼠异种移植实验验证 Panx3 的抑癌作用
体内实验显示,过表达 Panx3 的 OSCC 细胞在裸鼠体内形成的肿瘤生长速度显著慢于对照组,进一步验证了 Panx3 在体内的抑癌功能,且其机制与促进铁死亡相关。
结论与讨论
本研究首次系统揭示了 Panx3 在 OSCC 中的抑癌作用及其机制。Panx3 通过抑制 AKT/mTOR 信号通路,上调 ACSL4 并下调 GPX4、SLC7A11 的表达,诱导 OSCC 细胞发生铁死亡,从而抑制肿瘤细胞的增殖、迁移和侵袭,在体内外均展现出显著的抑癌效应。这一发现不仅拓展了 Panx3 在肿瘤领域的研究范畴,也为 OSCC 的治疗提供了以 Panx3 为靶点、调控铁死亡为策略的新方向,有望为改善 OSCC 患者预后、开发精准治疗手段提供重要的理论支撑和实验依据。研究中所揭示的 Panx3 与铁死亡及 AKT/mTOR 通路的关联,也为深入探索其他癌症中 Panx 家族蛋白的作用机制提供了重要参考。