RNA结合蛋白LIN28A介导幽门螺杆菌感染恶性转化的调控机制

Mechanism for malignant transformation mediated by Helicobacter pylori (H. pylori) is a significant unsolved scientific problem. Applicants found that RNA-binding protein Lin28A can be activated and played key roles in the process of malignant transformation mediated by H. pylori infection. On the base of the above finding , this project intends to address the following questions: (1) Mechanisms through which H. pylori infection increases Lin28A expression. (2) How does Lin28A regulate its target molecules and downstream miRNAs as a kind of RNA-binding protein to promote gastric carcinogenesis? Combining scientific frontier and previous studies, the contents of this project can be summarized as the following: (1) Analyzing the scientific hypothesis that “ H. pylori infection induce the expression of Lin28A in gastric epithelial cells through epigenetic modifier (RBP2) and canonical transcriptional pathway (NF-κB), and the upregulated Lin28A can regulate its target mRNA (NLRP3) and miRNA (let-7a) which results in the activation of hTERT to promote gastric cancer development”; (2) Animal model and human pathological tissue levels: confirming correlations between Lin28A activation and gastric cancer formation to assess the function of Lin28A in the H. pylori associated gastric carcinogenesis. This will provide the theoretical basis for the hypothesis that Lin28A is a key regulator and therapeutic target in early gastric cancer intervention.

幽门螺杆菌感染介导恶性转化机制是重要的科学问题。申请者发现RNA结合蛋白LIN28A在幽门螺杆菌感染向恶性转化演进中被激活且蕴含生物学功能。在此基础上，本项目拟回答两个问题：（1）幽门螺杆菌感染通过何种机制激活LIN28A？（2）作为RNA结合蛋白LIN28A如何调控靶分子mRNA和miRNA促进恶性转化。综合科学前沿和前期研究，申请者凝练出主要研究内容：（1）解析科学假设“幽门螺杆菌感染通过组蛋白表观修饰（RBP2）和转录因子（NF-κB）两条途径激活胃粘膜上皮细胞LIN28A，被激活的LIN28A调控mRNA（NLRP3）和miRNA（let-7a）两水平，聚焦hTERT促进恶性转化”；（2）在动物和人体病理组织水平验证LIN28A及其调控分子与恶性转化关联性。由此评估LIN28A在幽门螺杆菌感染促进恶性演进中的功能，为基于LIN28A为调控节点的胃癌早期识别和干预策略提供理论依据。

幽门螺杆菌感染导致的基因表达及调控异常是介导胃粘膜上皮细胞恶性转化的内在动力。本研究发现NF-κB/Lin28A/Let-7a 轴和hTERT形成的反馈环路在幽门螺杆菌所诱导的恶性转化中的功能以及具体机制。我们首先通过免疫组化技术检测发现Lin28A的表达随着胃癌的恶性进展逐步升高。体外的EdU增殖染色实验和transwell迁移实验发现Lin28A可促进胃癌细胞增殖和细胞迁移。临床组织标本的免疫组化证实Lin28A表达与EMT相关基因的表达相关。GEO数据库（GSE19769）分析发现幽门螺杆菌阳性患者中miR-let-7a明显降低。qRT-PCR实验证实幽门螺杆菌感染和CagA直接激活NF-κB信号，进而激活Lin28A，从而导致miR-let-7a表达抑制。TCGA数据库和临床标本免疫组织化学分析显示，hTERT的表达随着胃部疾病的恶化而逐渐增加。qRT-PCR和Western blot分析显示H. p 26695可以时间和剂量依赖性的方式上调hTERT的表达。Kaplan-Meier plotter分析发现，hTERT两种转录本的高表达预示了胃癌患者的预后不良。生物信息学程序miRanda、PicTar和miRBase分析发现hTERT是let-7a的潜在靶标。克隆形成实验结果显示Let-7a的过表达可显着抑制胃癌细胞的增殖，而let-7a的抑制则起到促进作用。克隆形成和EDU实验结果显示，抑制hTERT的表达可显着降低胃癌细胞的增殖能力，hTERT下调抑制的胃癌增殖可以通过let-7a抑制来逆转。hTERT正向调控Lin28A表达而下调let-7a表达，形成一个正向反馈环路促进幽门螺杆菌相关胃癌的发生发展。小鼠和人体组织中进一步证实hTERT与Lin28A表达呈正相关而与let-7a之间呈负相关。通过上述工作，可能为胃癌的早期靶向性治疗提供有力靶点。