组蛋白去甲基化酶RBP2调节EMT促进胃癌侵袭转移的机制

Invasion and metastasis is an important characteristic of the tumors, and the epithelial-mesenchymal transition (EMT) is the key link of it. We have found that histone demethylase RBP2 can directly regulate the cell cycle proteins which promotes the gastric carcinogenesis. It is an important scientific issue in the research of gastric cancer to identify whether RBP2 regulates the EMT as an epigenetic molecular, which has not been reported. Our group preliminarily confirmed that RBP2 was closely related to the expression of the EMT markers in gastric carcinoma. RBP2 could promote the invasion of gastric cancer cells and maintain the tumor stem cells. The activation of RBP2 could induce the transition of gastric cancer cells from epithelial to mesenchymal morphology.On this basis, our group will observe the function and the regulatory mechanism of RBP2 in EMT of gastric cancer on the levels of human tissues, animal models and cell lines. We will detect the biological functions of RBP2 that activates EMT and induces the invasion and metastasis of gastric cancer. The mechanism and the correlative signal transduction pathway that RBP2 adjusts the key protein molecules in EMT will also be investigated. This project is crucial for clarifying the biological mechanism that RBP2 regulates EMT and induces the invasion and metastasis of gastric cancer. It can also provide a theoretical basis for the monitoring and treatment of the invasion and metastasis in gastric cancer.

侵袭转移是肿瘤的重要生物学特征，上皮间质转化（EMT）在其中发挥关键作用。本课题组已发现组蛋白去甲基化酶RBP2可直接调控细胞周期蛋白参与胃癌发生，但RBP2作为表观遗传分子能否调节EMT促进胃癌侵袭转移是胃癌研究领域的重要科学问题，对此尚未有报道。本课题组初步研究结果显示胃癌组织中RBP2与EMT标志蛋白表达存在相关性，RBP2可促进胃癌细胞侵袭并维持肿瘤干细胞干性，激活RBP2可诱导胃癌细胞形态从上皮向间质转化。在此基础上，课题组将进行以下研究:（1）在人体临床组织水平明确RBP2与胃癌EMT的相关性，（2）利用RBP2敲除小鼠和人胃癌裸鼠原位移植瘤模型检测RBP2调节EMT的生物学功能，（3）从细胞分子水平探讨RBP2调节胃癌EMT促进侵袭转移的作用机制及调控方式，从而明确RBP2在胃癌EMT中的作用，为控制胃癌侵袭转移提供理论依据。

本课题重点研究组蛋白去甲基化酶RBP2在胃癌侵袭转移中的重要作用及相关调控机制，取得以下研究结果：一、在人体标本中，RBP2被证实与血管内皮生长因子VEGF及CD31, CD34和Ki67等分子的表达趋势一致，均在人体胃癌组织标本中高表达，呈正相关性。在人胃癌细胞系和RBP2敲除鼠中，RBP2可通过其对H3K4的三或二甲基化的去甲基化酶的作用，直接结合血管内皮生长因子VEGF启动子区，调节VEGF表达，促进肿瘤血管生成，从而参与胃癌的发生发展。回复实验也表明VEGF是RBP2参与肿瘤血管生成的关键作用分子。在裸鼠动物模型中，抑制RBP2表达可有效抑制VEGF及CD31, CD34和Ki67等分子的表达，抑制肿瘤生长。二、体内和体外实验证明RBP2作为TGF-β1-(p-Smad3)-RBP2-E-cadherin-Smad3信号回路的关键作用分子，参与胃癌侵袭转移，抑制RBP2表达可有效抑制胃癌的侵袭转移。RBP2可直接结合EMT中关键分子E-cadherin的启动子区并抑制其表达。与此同时，EMT的重要诱导因子TGF-β1可通过p-Smad3相关信号途径诱导RBP2表达。由于E-cadherin可负向调控p-Smad3相关信号途径，因此RBP2对E-cadherin启动子区的抑制作用可以正向增强TGF-β1通过p-Smad3诱导其表达的能力，形成正反馈回路，使胃癌的侵袭转移能力更为加强。三、幽门螺旋杆菌关键毒力因子CagA在胃癌发生发展中起重要作用。通过体内和体外实验证实，CagA可通过PI3K/AKT-Sp1途径，通过AKT磷酸化活化转录因子Sp1，使其直接结合RBP2启动子区，激活RBP2表达。RBP2表达上升可使细胞周期关键调控分子Cyclin D1表达上升，参与胃癌发生发展。相关研究成果发表于Molecular Cancer及Oncotarget等学术期刊。.申请人还对胃癌细胞EMT过程中其他分子的作用机制进行了探讨，如PDCD4等。RBP2还可调控α-平滑肌肌动蛋白、Vimentin及miR-21的启动子区。相关研究成果发表于Oncotarget及Plos one。.通过开展这一课题，已有两位课题组成员博士后出站。申请人已培养三名硕士研究生，并协助培养二名博士研究生，均已顺利毕业。课题申请人还与密歇根大学医学院胃肠内科在相关研究领域建立良好合作关系。