核心蛋白聚糖（decorin）对大肠癌的抑制作用及分子机制研究

大肠癌是最常见的恶性肿瘤之一，Wnt/ β-catenin 信号通路中某些关键成员的基因异常改变，与大肠癌的始发密切相关, 以Wnt/ β-catenin 通路为靶点的药物是预防和治疗肠道肿瘤的重要手段。聚糖核心蛋白（decorin, DCN）是一种细胞外基质成份，是蛋白聚糖家族中富含亮氨酸的小分子组分，与肿瘤的发生，发展，生长也密切相关。DCN基因缺陷型小鼠可自发产生肠道肿瘤，机制研究发现β-catenin表达异常升高。提示，DCN在肠道肿瘤中的作用，与β-catenin 信号通路密切相关 。基于上述实验研究基础和理论，我们认为DCN作为一种新型药物在治疗大肠癌的原发和预防结肠癌转移上具有很大的潜能。本课题应用基因工程和分子生物学等技术，分离纯化DCN蛋白，以结肠癌荷瘤小鼠及人类结肠癌细胞为研究对象，研究DCN的抗结肠肿瘤作用及分子学机制。

核心蛋白聚糖（decorin, DCN）是一种细胞外基质成份，是蛋白聚糖家族中富含亮氨酸的小分子组分，与肿瘤的发生，发展，生长也密切相关。是近年来肿瘤研究领域的热点。本项目应用基因工程技术，成功应用毕赤酵母真核表达系统表达了人核心蛋白聚糖，该法对DCN基因的表达产物进行正确的折叠和翻译后加工修饰, 使表达产物更接近于目的蛋白的天然结构, 有效保持了DCN的生物学活性,克服了大肠杆菌表达系统的局限性。体外研究发现：纯化核心蛋白聚糖对体外大肠癌细胞HCT116,loVo增殖、凋亡有明显的抑制作用，同时应用酵母表达系统表达的核心蛋白聚糖对于人结直肠肿瘤细胞HCT116荷瘤小鼠肿瘤的生长速度有降低作用。体内研究发现，与野生型小鼠相比，DCN基因敲除型小鼠（DCN-/-）细胞水平上，E-钙黏素蛋白（E-cadherin）显著降低。同时，背部接种MC38肿瘤细胞的DCN-/-小鼠，肿瘤数目及转移速度都明显增加。细胞水平过表达pcDNA3-DCN能够明显降低β-连环蛋白（β-catenin）及其信号通路下游调控CDK4的水平，对于E-cadherin, P21的表达有明显升高作用。核心蛋白聚糖能够明显降低人类结直肠肿瘤细胞HCT116的转移、浸润能力。生物学机制研究首次表明：应用免疫共沉淀技术证实核心蛋白聚糖与β-catenin无直接的交互作用存在，但是核心蛋白聚糖与E-cadherin之间有着直接的交互作用，同时这种作用对于E-cadherin的转录水平无影响，但是对于维持E-cadherin蛋白的稳定性有明显的促进作用。β-catenin及E-cadherin均为上皮间质转化（Epithelial to Mesenchymal Transition, EMT）密切相关信号分子，尤其E-cadherin的表达及功能缺失在是EMT最重要的标志性变化。据此提出，核心蛋白聚糖与EMT之间有着密切的关系，进一步的深入研究DCN与EMT之间的相互作用已明确其在肿瘤转移中的作用及机制有着非常重要的理论意义及应用价值。