Zic2促进肝癌细胞增殖的分子机制

Hepatocellular carcinoma (HCC) is of high morbidity and mortality. It has been demonstrated that transcription factor Zic family member 2 (Zic2) plays an important role in cancer progression. However, the underlying mechanism remains elusive. Recently, we found that expression of Zic2 was increased in HCC. Statistical analysis revealed that Zic2 expression was correlated with tumor differentiation and prognosis. Further study showed that over-expressing of Zic2 up-regulated PAK4 and promoted HCC cell proliferation. In addition, the expression of Zic2 was inhibited by miR-1271. Based on our findings, we assume that Zic2 transcriptionally activates PAK4 to promote cell proliferation in HCC. In this study, we aim, in vitro and in vivo, to determine the expression of Zic2 and PAK4 and the clinical significances in HCC, to examine the effect and mechanism of miR-1271 on suppressing Zic2 expression, to reveal the mechanism via which miR-1271/Zic2/PAK4 signal pathway affects tumor growth, and to investigate the role of Zic2 in cell differentiation, using a series of biological and immunological experiments in cell and animal models. Our study is likely to provide not only solid evidence that Zic2 is capable of facilitating cell proliferation and differentiation, but also a promising therapeutic target in HCC treatment.

肝细胞癌恶性程度高，预后差。已有研究表明锌指蛋白Zic2在肿瘤发生发展中发挥重要作用，但其机制尚未明了。我们前期观察到Zic2在肝癌细胞中高表达，并与肿瘤分化程度及预后差相关；体外实验显示过表达Zic2显著上调PAK4的表达，并促进肝癌细胞增殖；此外，miR-1271抑制Zic2的表达。因此，我们提出Zic2调控PAK4，促进肝癌细胞增殖的假说。本项目拟采用一系列免疫学和分子细胞生物学实验，利用多种细胞和裸鼠模型，在蛋白表达调控及细胞功能上，明确Zic2和PAK4在肝癌中的表达及其临床意义，探讨miR-1271对Zic2的调控作用及其机制，揭示Zic2调控PAK4的分子机制，阐述miR-1271/Zic2/PAK4信号通路在肝癌细胞增殖中的作用，并阐明Zic2在肝癌细胞分化中的作用及其机制，从而获得Zic2参与肝癌进展的证据，为诠释肝癌发生发展的分子机制和寻找肝癌治疗新靶点提供科学依据。

肝细胞癌是人类最常见的恶性实体肿瘤之一，其死亡率高居癌症死亡第三位。肝癌的发病具有地域性，大约50%的新发病例集中在中国，尽管肝癌的诊断和治疗效果近年来在不断提高，但由于肝癌的恶性程度及复发率极高，大部分患者的预后都极差。因此，明确肝细胞癌发生发展的分子机制对肝癌的诊断和治疗至关重要。本项目综合前期研究基础和国内外研究进展，拟采用一系列免疫学和分子细胞生物学实验，利用多种细胞和裸鼠模型，在蛋白表达调控及细胞功能上，明确Zic2和PAK4在肝癌中的表达及其临床意义，探讨miR-1271对Zic2的调控作用及其机制，揭示Zic2调控PAK4的分子机制，阐述miR-1271/Zic2/PAK4信号通路在肝癌细胞增殖中的作用，并阐明Zic2在肝癌细胞分化中的作用及其机制，从而获得Zic2参与肝癌进展的证据，为诠释肝癌发生发展的分子机制和寻找肝癌治疗新靶点提供科学依据。在本项目资助下，课题组在大样本（615例）肝癌样本及TCGA数据库中，发现Zic2在肝癌组织中高表达，提示患者总生存和无疾病生存时间短，并与肿瘤转移密切相关。体内外实验结果显示过表达Zic2显著促进，而沉默Zic2抑制肝癌细胞增殖转移；机制研究结果表明，Zic2在转录水平上调控癌基因PAK4的表达，从而激活MEK/ERK通路，促进肿瘤进展，阻断PAK4或者ERK磷酸化可显著抑制Zic2介导的细胞生长；此外，Zic2在肝癌细胞中受miR-1271调控，miR-1271结合在Zic2 mRNA的3’-UTR上抑制其表达。这些结果表明Zic2在肝癌细胞中发挥癌基因角色，是肿瘤恶性进展的重要原因之一。相关研究结果发表在SCI杂志Cancer Letters (IF=6.491)上。此外，课题组还发现CCDC50S和GYS2在肝癌浸润转移中发挥重要作用。在本项目资助下，课题组共发表SCI论著3篇（Hepatology、Cancer Research、Cancer Letters），总影响因子29.7，单篇最高14.079；参加学术交流活动9人次；共参与培养博士研究生6名，硕士研究生2名。综上所述，课题组完成了本项目既定的研究内容与研究目标。