免疫相关GTP酶IRGM调控人黑色素瘤恶性进展的分子机制研究

Melanoma, best known for its rapid progression and metastasis, is the malignancy originated from melanocytes. Melanoma does not response to the routine treatment as good as other tumors and the survival rate of patients with melanoma is extremely low, therefore, there is a call for exploring new potential therapeutic targets for treating melanoma. Our preliminary results have demonstrated that immune related GTPase is highly expressed by both mouse and human melanoma tissues. Mouse Irgm1 mediated autophagy is the important for promoting melanoma cells survival, while the EMT regulated by Irgm1 is critical for melanoma metastasis. However, it is still unclear whether human IRGM harbor the same function of mouse Irgm1. Despite the fact that human IRGM and mouse Irgm1 are homologous proteins, human IRGM is shorter than mouse Irgm1 which may due to the evolution. The molecular weight of human IRGM is only 21kd, indicating that there may be some differences at function level between IRGM and Irgm1 in melanoma. Based on our preliminary, we will further discuss the regulation of melanoma by IRGM and its mechanisms. We will analysis the relationship between the expression of IRGM and malignant degree of melanoma. We will also study the molecular mechanisms underlying melanoma occurrence and development that regulated by IRGM, which will provide experimental evidence for identifying new effective treatment target.

黑色素瘤为黑素细胞恶变所产生的恶性肿瘤，以进展转移快为特点，常规的治疗方式效果不佳，患者生存率十分低下，因此寻找新的治疗靶点一直是医学上的研究热点。我们的前期结果表明免疫相关GTPase－Irgm1/IRGM高表达于小鼠以及人的黑色素瘤组织。小鼠Irgm1（47kd）所介导的自噬是促肿瘤细胞生存的重要因子，而且调节的上皮－间质转化对于黑色素瘤细胞的迁移意义重大。然而人们对于人IRGM的功能还知之甚少，尽管人IRGM与鼠Irgm1为同源体，但其在进化中存在氨基酸的缺失，大小仅为21kd。提示其在人黑色素瘤细胞中的调节作用及机制或有不同。基于相关已发表的前期结果将进一步深入探讨IRGM对人黑色素瘤进展的作用机制。在临床，我们将进行IRGM表达与黑色素瘤恶性程度相关性分析。在基础，我们将从体内和体外两方面，研究IRGM调节黑色素瘤发生，发展的具体分子机制，为寻找新的有效的治疗靶点提供实验依据。

本课题组前期数据表明，免疫相关GTP酶Irgm1可介导自噬促进黑色素瘤细胞存活，并通过调节上皮-间质转化增强黑色素瘤细胞转移。但人源性IRGM不同于鼠源性Irgm1（47KD），其为截短型蛋白，分子量仅为22KD，结构或功能或有差异，因此在本课题中，我们致力于IRGM对人黑色素瘤恶性进展的研究并深入探讨其中的分子机制。. 临床研究中，我们发现在黑色素瘤恶性进展过程中，转移瘤内的IRGM水平高于原发肿瘤灶，并且随患者肿瘤临床级别的上升，IRGM在肿瘤组织内表达逐渐递增。根据患者肿瘤组织内IRGM的表达或转录水平，将患者分为高或低表达（转录）组，并进行Kaplan-Meier生存分析，结果显示IRGM高表达显著缩短患者生存期。经进一步建立的cox-proportional hazards模型分析可知，IRGM为独立于吸烟，嗜酒，肿瘤史及肿瘤家族史等经典风险因素，促进黑色素瘤恶性进展。体内及体外实验同样验证了此结论，当IRGM敲减后，人黑色素瘤细胞增殖能力下降，并可延长荷瘤小鼠生存期。. 已有研究报道，IRGM在Crohn病等多种炎性疾病中，作为重要自噬因子调节免疫细胞内自噬流发生，进而调控疾病进程。并基于本课题组前期研究，我们提出假设IRGM虽为截短型蛋白，结构与Irgm1或有差异，但在黑色素瘤细胞中仍可调节自噬。本课题中，我们验证了此推论，体外实验结果表明，IRGM敲减可显著减弱黑色素瘤细胞内自噬体形成，其主要通过介导HMGB1迁出细胞核，并在胞浆内与Beclin1形成复合物，进而促进自噬发生。. 本课题从临床，体内及体外研究分别证实了免疫相关GTP酶IRGM通过介导肿瘤细胞内自噬发生进而促进黑色素瘤恶性进展，这不仅为黑色素瘤的临床治疗及诊断提供潜在的分子靶点，同时也为自噬的分子机制研究提供新的科学线索。