MEN1、K-Ras共同调控肺癌恶性表型的分子机制

肿瘤发生发展是多基因参与、多阶段发展的过程。我们前期证明了Men1基因抑制肺癌细胞表型的崭新生物学功能及其机制；同时发现抑癌基因Men1与原癌基因K-Ras之间的相互调控共同维持肺癌恶性表型，但其机制尚不清楚。本项目拟从已获得的基因表达谱数据的整合性分析入手，采用K-RasG12D; Men1f/f CreER等动物、细胞模型，利用ChIP、IP、MS-PCR等关键技术，深入阐明Men1敲除和/或K-Ras突变转基因小鼠诱发肺癌的组织学特点及规律；探讨在肺癌细胞中Men1、K-Ras之间的相互调控机制，如K-Ras抑制Men1转录的DNA甲基化等表观遗传学机制以及Men1抑制Ras-GTP酶活性的能量代谢机制；分析Men1、K-Ras等关键基因共同调控肺癌细胞恶性表型的信号网络及分子机制。有助于深入揭示有关肺癌恶性表型的多基因调控规律，对肺癌的早期诊断、治疗及组织学分型具有积极的指导意义。

恶性肿瘤是严重危害人类健康的疾病，其发生、发展和转移是多基因参与、多阶段发展的过程，与多种基因突变、细胞信号传导通路异常有关。其中肺癌是目前全世界发病率最高的恶性肿瘤之一，至今仍缺乏对各类肺癌发生分子机制及信号通路的认识。我们的研究发现了MEN1基因抑制肺癌细胞表型的崭新生物学功能及其机制。通过临床肺腺癌石蜡标本检测发现，在肺癌组织中menin表达失活，显著低于正常肺泡上皮细胞，而K-Ras表达则明显高于正常肺泡上皮细胞。统计分析显示，menin低表达与K-ras高表达呈显著相关性。模式动物研究表明，K-RasG12D; Men1f/f Cre ER小鼠肺癌发生率显著高于单独K-RasG12D或Men1f/f Cre ER小鼠，且其恶性程度明显增高，提示menin与K-Ras协同作用于肺癌的发生。. A549细胞中抑制K-Ras能明显上调MEN1 mRNA水平表达，而MEN1基因过表达不影响K-Ras mRNA水平表达，说明MEN1并不直接影响K-Ras的基因转录。K-Ras过表达可以抑制menin蛋白水平表达，而K-Ras shRNA干扰明显上调menin表达。Menin过表达并不影响K-ras蛋白水平表达，但是明显抑制其Ras-GTP活性。进一步研究发现，K-Ras通过调节DNMTs表达影响了MEN1启动子区域的DNA超甲基化状态，从而抑制MEN1基因转录。在基因转录抑制过程中H3K27me3组蛋白甲基化往往与DNA甲基化密切联系在一起，然而我们的研究表明，K-Ras干扰并不影响EZH2的蛋白表达，ChIP分析显示K-Ras干扰并不影响MEN1启动子的H3K27甲基化修饰水平。提示K-Ras抑制MEN1表达与H3K27组蛋白修饰无关。menin通过抑制GRB2 和SOS1结合到Ras上，在不影响GRB2 和SOS1表达的前提下抑制Ras-GTP活性，该过程不依赖于EGF及其受体。证明了抑癌基因MEN1的编码蛋白menin与原癌基因K-Ras之间的相互调控共同维持肺癌恶性表型的分子机制。. 以上研究证明了抑癌基因menin与原癌基因K-Ras之间有趣的负反馈调控关系及其规律，并深入揭示了肺癌发生发展的多基因调控机制，对肺癌的早期诊断、治疗及组织学分型具有积极的指导意义。