NDRG2/ERβ正反馈调控环路在结直肠癌发生发展过程中的功能和机制研究

Estrogen receptor ERβ plays an important role in the carcinogenesis and development of colorectal cancer, but the mechanism is not clear. NDRG2 is a tumor suppressor gene which was first reported by our research group. Previously we have demonstrated that ERβ could transcriptionally activate NDRG2 specifically. Recently we found that NDRG2 can inhibit the ubiquitination of ERβ and enhance the protein stability of ERβ in colorectal cancer cells. Thus, there may be a positive feedback loop between NDRG2 and ERβ, and plays an important role in the occurrence and development of colorectal cancer. The present study plans to explore the correlation between the expression of NDRG2 and ERβ with the pathological grade and prognosis of colorectal cancer. Furthermore, we will investigate the mechanism and physiological function of NDRG2/ERβ positive feedback loop both in vitro and in vivo. Especially, we will use the intestine epithelial cells specific knockout mouse model of ndrg2 and ERβ (Esr2) to elucidate their function during colorectal cancer development in vivo. This study will improve our understanding on molecular interaction network and the function of NDRG2 and ERβ, and provide important evidence for diagnosis and treatment of colorectal cancer.

雌激素受体ERβ在结直肠癌发生发展过程中发挥重要的抑癌基因作用，但确切作用机制不清。NDRG2是申请人课题组首先报道的抑癌基因，前期研究结果显示ERβ可以特异性转录激活NDRG2的表达。我们近期发现NDRG2可通过抑制ERβ的泛素化降解途径而增强ERβ的蛋白稳定性，上调ERβ在结直肠癌细胞中的表达。因此，NDRG2与ERβ之间可能存在着正反馈的调控环路，并在结直肠癌发生发展过程中发挥着重要作用。本项目将利用临床标本明确NDRG2、ERβ等与结直肠癌病理分级、预后等相关性；在动物、细胞、分子水平揭示NDRG2/ERβ正反馈环路的功能和调控机制；并进一步利用肠上皮细胞特异性的ndrg2和ERβ (Esr2) knockout等小鼠模型，深入分析NDRG2/ERβ正反馈环路的在体生物学功能。本课题将有助于揭示抑癌基因NDRG2和ERβ分子作用网络和功能，并为结直肠癌的诊断和治疗提供重要理论依据。

背景：女性结直肠癌（CRC）的患者预后优于男性患者，这与雌激素受体（ERβ）有关。NDRG2在结直肠癌发生发展中起到重要的作用。前期研究表明ERβ可以转录激活NDRG2而NDRG2可以增加ERβ的蛋白稳定性，但是NDRG2对ERβ的作用方式及潜在的机制尚未明确。.研究内容：癌症基因组图谱（TCGA）数据库首先用于验证ERβ和NDRG2在CRC中的临床意义。 进行了MTT和划痕迁移分析以验证ERβ和NDRG2在CRC细胞中的作用。 蛋白质印迹和聚合酶链反应分析NDRG2对ERβ的作用，并进行了免疫沉淀试验以探讨蛋白质与蛋白质的相互作用。.关键数据与结果：从TCGA-CRC数据库中发现，ERβ和NDRG2在肿瘤组织中均显着下调。 还观察到NDRG2增强了ERβ的蛋白质稳定性，而不能改变ESR2（编码ERβ）的信使RNA（mRNA）水平。 发现CRC细胞中的两种蛋白质之间存在正相关，NDRG2延长了ERβ的半衰期并改善了其核易位。 通过检测ERβ下游基因（如TP53和JNK）的表达并进行相关功能实验，我们证明当ERβ激动剂二芳基丙腈（DPN）时，NDRG2可以促进ERβ靶基因的转录激活并增强抑癌功能。 免疫沉淀试验表明，NDRG2可能影响泛素蛋白连接酶E3A（UBE3A，称为E6AP）和ERβ的复杂成分，从而减少了泛素介导的ERβ蛋白酶体降解。.结论及意义：本研究，我们发现NDRG2可以与UBE3A结合，从而阻碍UBE3A与ERβ的结合。 此外，在NDRG2和ERβ之间发现了正反馈回路，这为结直肠癌提供了新的见解和治疗靶点。