CADM1蛋白通过Rb-E2F通路调控肝癌细胞G1/S细胞周期转换

Molecular targeted therapies represent the dawn of a new era in the management of cancer patients. The advent of sorafenib constitutes a first step in the complex management of hepatocellular carcinoma(HCC), which should be complemented with other molecular approaches. It is of great significance for improving the prognosis of patients with HCC by carrying out in-depth study of the mechanism of the development, finding and identifying new molecular targets of this disease. In our previous work, ectopic expression of CADM1 suppressed HCC cells growth and induced G0/G1 arrest accompanied with obvious upregulation of Rb protein. Our project will systematically explore the roles and molecular mechanisms of CADM1 in the initiation and progression of HCC. By applying the techniques of molecular cloning and transfection, our team will observe the effects of CADM1 and Rb on the cell growth, apoptosis, invasion and migration in HCC through gain of function and loss of function in vivo and in vitro, detect the alterations of related molecules in Rb-E2F signal pathway, and explore the molecular mechanism of CADM1 regulation of Rb expression from the transcriptional and posttranscriptional level. In view of the fact that Rb protein plays a fundamental role in cell cycle control, to explore in-depth the roles of CADM1 in HCC and establishment of CADM1-Rb-E2F pathway may provide new directions and ideas to clarify the molecular mechanisms for the initiation and progression of HCC and to optimize the ways of molecular targeted therapy.

分子靶向治疗开启了肿瘤治疗的新纪元，索拉非尼的临床应用只是肝癌系统治疗所迈出的第一步。开展肝癌发生发展机制的深入研究，寻找并鉴定新型分子靶标对改善肝癌患者的预后生存具有重要意义。在前期工作中，我们发现重组CADM1分子使肝癌细胞生长停滞于G0/G1期，并伴随Rb分子表达明显上调。本课题将系统研究CADM1分子在肝癌发生发展中的作用及其分子机制。应用分子克隆及基因转染等方法，通过体内、外两个层面过表达、沉默CADM1和Rb，观察转染前后细胞增殖、凋亡、侵袭和迁移等生物学行为的改变，检测细胞周期Rb-E2F信号通路相关分子的变化；并分别从转录和转录后水平探讨CADM1调控Rb表达的分子机制。鉴于Rb分子在细胞周期调控中的核心作用，深入研究CADM1在肝癌中的作用并确立CADM1-Rb-E2F通路或可以为肝癌发生发展机制的阐明和分子靶向治疗措施的优化提供新的方向和思路，从而提高肝癌的治疗水平。

肝细胞癌(Hepatocellular carcinoma，HCC)是最常见恶性肿瘤之一。细胞黏附分子1(Cell adhesion molecule 1, CADM1)是最近通过功能互补试验而在人类非小细胞肺癌中鉴定为肿瘤抑制基因。在本课题中，我们检测了CADM1在肝癌细胞株及肝癌临床标本中的表达，深入探讨影响其表达的调控机制，尝试揭示其肿瘤抑制的可能机制。为了评估CADM1在肝癌中的作用，我们构建了该基因的真核表达载体，采用一系列的细胞学功能实验方法来鉴定其功能，并采用Western blot 和siRNA等实验方法对CADM1的肿瘤抑制作用的潜在机制作出深入探讨。在低表达CADM1的肝癌细胞株HepG2 和MHCC-97L中，异位表达的CADM1显著抑制了肿瘤细胞的增殖，并使细胞增殖停滞于G0/G1期。体外克隆形成实验的结果显示，异位表达的CADM1明显抑制了肿瘤细胞体外形成克隆的能力；在体内，稳定转染CADM1表达载体的MHCC-97L细胞种植的裸鼠皮下肿瘤形成数目明显低于空载体对照组（4/8 versus 8/8）。CADM1在肝癌发生发展中抑癌机制的研究显示，在Western blot实验中，Rb蛋白（Retinoblastoma protein）的表达丰度随着CADM1的表达量的上调而增加，而这一实验结果在体内得到相应的验证。我们检测了临床肝癌标本中分子的表达，CADM1蛋白表达与Rb蛋白表达显示出较为显著的一致性。同时，在高表达CADM1蛋白的肝癌细胞株BEL-7402细胞中，我们应用siRNA敲除技术后发现，CADM1蛋白沉默同时也伴有Rb蛋白表达的下调，细胞功能实验表现为肿瘤细胞增殖能力的增强。众所周知，Rb蛋白（Retinoblastoma protein）是细胞周期调控中的最关键蛋白，以其为核心的Rb-E2F通路通过调节E2F相关基因的表达从而控制着细胞DNA复制的进程。现有资料显示，Rb基因失活已是公认的关键步骤，该步骤普遍发生在HCC形成发展中。我们的数据显示，无论在体内抑或体外，CADM1和Rb两者间存在紧密的联系，体现在两者在蛋白表达上的一致性。我们初步推断，CADM1肿瘤抑制的机制可能是通过上调Rb蛋白从而调节Rb-E2F通路实现，CADM1-Rb-E2F通路可能是肝癌发生发展过程中的分子机制，该通路将为肝癌的分子治疗提供新靶点。