c-Myb在KRAS突变结直肠癌恶性表型中的作用及机制研究

It is difficult to treatment the patients with colorectal carcinoma (CRC) when K-ras mutation occurred in cancer cells. We recently found c-Myb is significantly up-regulated and facilitated the clones formation in KRAS dependent CRC than KRAS-independent CRC, and can regulate mitotic signaling and its target molecules, among which has been proved to be synthetic lethality with KRAS mutation. So we hypothesis that c-Myb may play a critical role in the progression of CRC with KRAS mutations. Focusing on this point, we will conduct the following works: 1) to evaluate the role of c-Myb on KRAS-mutation CRC about proliferation, migration, tumor formation and metastases by using the in vivo and in vitro models; 2) to identify the core molecules network regulated by c-Myb in KRAS mutation cells with siRNA interference and expression profile analysis; 3) to test the prognostic value of core network molecules regulated by c-Myb and identify a marker panel for the prediction of CRC prognosis. We can not only elucidate the role and mechanism of c-Myb to CRC with KRAS mutations, and but also build a marker signature containing the optimal numbers of c-Myb targeted genes to predict the prognosis of CRC patients.

KRAS突变结直肠癌(Colorectal cancer, CRC)占临床CRC的30-50%，其中约50%其生存并不依赖于KRAS活性，这些病人是临床干预的难点。前期发现c-Myb在KRAS依赖细胞中显著高表达且促进体外克隆形成，其所调控的许多靶分子均与KRAS突变有协同致死作用，故认为c-Myb在KRAS突变CRC恶性表型形成中起关键作用。围绕该假设，本课题将：1）利用体内外模型，研究c-Myb对KRAS突变CRC细胞迁移、成瘤及转移等恶性表型的作用；2）利用siRNA干扰和转录组芯片等技术筛选c-Myb在KRAS突变CRC中所调节的核心分子网络；3）基于病人样本和随访信息评价核心分子及其组合对KRAS突变CRC的预后预测价值。课题完成后不仅能明确c-Myb在KRAS突变CRC中的作用及分子机制，还能发现一个或多个用于CRC预后预测的多标志群。

c-Myb是一个重要的转录因子，可以招募CBP、EP300、ETS1/2以及GATA1等多种共激活因子共同促进下游分子的转录激活，在淋巴瘤、免疫细胞和前列腺癌等多种疾病中发挥重要作用。该基因与CRC的关系最早于1980年被关注，有证据显示其为WNT通路靶基因，参与肠道隐窝的发育，高表达与患者不良预后相关。然而，c-Myb的激活机制复杂且对下游靶基因的调节受到共激活转录因子组成的干扰，因此，其具体功能在不同组织、不同疾病亚型等异质性因素的影响，在CRC中的分子功能尚未完全明确。在本研究中，我们探索了c-Myb表达和功能与KRAS、BRAF、PIK3CA、FBXW7等突变之间的关系，发现c-Myb可能受到BRAF突变的影响，其功能与EST1/2的相互作用有关；系统生物学分析发现，目前已知c-Myb相互作用蛋白58个，其功能显著富集于基因转录和泛素化方面，提示c-Myb蛋白的稳定性可能与泛素化机制调节且其转录活性与共激活子的构成有关；miRNA调控机制发现miR-326b也能够有效控制 CRC细胞中c-Myb靶基因c-Myc的转录水平，并影响CRC细胞的增殖；c-Myb和PTPN11突变在淋巴瘤形成中具有重要作用，我们也发现PTPN11在CRC细胞中可通过抑制STAT3磷酸化而发挥抑癌作用；通过高通量组织芯片和功能实验分析，证明RRBP1和UBR5在CRC组织中呈现高表达且预测患者不良预后，体内外功能实验发现二者均能够促进CRC的生长和侵袭等恶性表型，是潜在的治疗靶点。总之，我们的研究系统挖掘了c-Myb已知的相互作用靶点，并用网络生物学方法预测其功能涉及转录调控、参与WNT信号以及并受泛素化机制调节等重要推论；围绕CRC驱动突变背景，推测c-Myb功能与BRAF突变以及其下游转录因子EST1/2的共激活有关；发现CRC细胞中c-Myc受到miR-326b调节，PTPN11通过抑制STAT3磷酸化而抑制CRC，揭示RRBP1和UBR5是CRC预后预测的新标志和治疗干预的新靶点。上述研究结果为进一步深入研究c-Myb提供丰富的线索。