ERBB4 3'非翻译区致病变异的发现及其在慢性HBV感染和肝细胞癌中的作用

ERBB4 is a member of EGFR family, which has been studied less compared with its family members. Previously, we have found that stress or some injury factors may up-regulate ERBB4 expression and that ERBB4 may be protective factors from both chronic HBV infection and HCC identified from population study, clinical tissue samples and animal models. We further identified rs6147150, a 12 base pairs (bp) insertion/deletion (Ins/Del) in the 3' untranslated region (UTR) of ERBB4, may affect miRNA binding and regulate the expression of ERBB4. Individuals carrying 12 bp insertion exhibited lower ERBB4 expression and were prone to chronic HBV infection. It is worth noting that the 3'UTR of ERBB4 was nearly 8000 bp long, however, it is unable to identify other poly-bp variations or rare variations in the 3'UTR of ERBB4 based on current databases. Thus it is necessary to re-sequence the 3'UTR of ERBB4 to identify casual variations and elucidate their regulatory roles in ERBB4. In summary, we will explore the regulatory mechanism of the 3'UTR of ERBB4 thoroughly and elucidate the role of ERBB4 in chronic HBV infection and HCC in this study.

ERBB4是EGFR家族成员之一，与该家族其他成员相比，ERBB4研究比较薄弱。我们前期发现，一些应激或损伤因子可诱导ERBB4表达；大规模人群实验、临床组织标本和动物研究发现，ERBB4可能是慢性HBV感染和肝细胞癌的保护分子。我们进一步发现，ERBB4 3'非翻译区(UTR)rs6147150的12碱基的插入/缺失变异可影响miRNA结合，从而调控ERBB4的表达。携带12碱基插入的个体ERBB4表达量更低，更容易发生慢性HBV感染。值得注意的是，ERBB4的3'UTR近8000碱基长，然而根据目前的数据库，并不能发现3'UTR的其它多碱基变异或罕见变异，因此有必要对ERBB4 3'UTR重测序，寻找致病变异，并进一步阐明致病变异对ERBB4的调控机制及其意义。本研究将对ERBB4 3'UTR的调控机制进行系统探索，并将深入探讨ERBB4在慢性HBV感染和肝细胞癌中的作用。

ERBB4 是表皮生长因子受体家族的成员之一，在多种生理、病理过程中发挥重要作用。在本项目中，我们研究了ERBB4在慢性乙型肝炎、肝细胞癌和肠炎相关肠癌中的作用。. 首先，我们识别了ERBB4基因上慢性乙型肝炎病毒感染风险的遗传标记。我们选择了ERBB4基因调控区域的4个遗传变异，在1344对乙肝病毒携带者和自然清除者的病例对照中进行了基因分型。结果发现位于3'非翻译区域的rs6147150 插入>缺失和 rs1836724 T>C与慢性乙肝病毒感染风险降低显著相关。其中rs6147150的12碱基缺失影响了let-7c的结合，从而上调了ERBB4表达。ERBB4缺失小鼠在肝脏炎症诱导模型中，会出现更严重的炎症。此外，对ERBB4 肝特异性敲除小鼠和对照小鼠进行的蛋白质组学定量分析发现脂肪从头合成的关键酶ACLY与ERBB4显著负相关。因此，该部分研究发现ERBB4 3'非翻译区rs6147150 缺失变异可作为慢性乙型肝炎病毒感染的遗传标记，ERBB4通过影响脂质代谢从而对肝脏损伤起到保护作用。. 随后我们探讨了ERBB4在肝癌发展中的作用。ERBB4的缺失会导致小鼠更严重的肝损伤和肝肿瘤的形成。在临床肝癌组织中，ERBB4表达水平较癌旁肝组织下调；且癌组织中低水平ERBB4是患者差预后的标志。微阵列分析显示，ERBB4敲除后，TP53INP1表达下调。机制研究发现，ERBB4可作为共转录因子调控TP53INP1转录，最终影响下游p53水平。因此，我们发现ERBB4在肝癌的发生中呈抑癌基因作用，因为它会影响ERBB4-TP53INP1-P53轴。. 我们还研究了ERBB4在肠炎相关肠癌发展中的作用。ERBB4缺失会导致更严重的肠炎，明显减缓的上皮修复，并促进结直肠癌的发生。此外，ERBB4可以通过与转录因子SREBF1相互作用，上调胆固醇代谢途径中的限速酶，从而激活KRAS。在临床标本中，ERBB4在克罗恩病患者的肠组织中明显下调。来自TCGA的数据也显示ERBB4与几种胆固醇代谢酶显著负相关。因此，我们的研究发现ERBB4在炎症相关肠癌的发展中发挥保护作用。. 项目执行阶段，我们不仅探讨了ERBB4在肠癌和肝癌中的作用，还利用TCGA数据探讨了miRNA异构体与肝癌和肠癌临床病理特征的关联，研究论文均已发表。