HOXA13下调DHRS2表达诱导胃癌5-Fu耐药的作用机制研究

The other researchers and our group all found that HOX gene family is associated with a variety of malignant tumors. In the previous study, we found that the expression of HOXA13 is up-regulated in gastric cancer and HOXA13-positive patients had a poor prognosis and were resistant to chemotherapy. As downstream molecules of HOXA13, DHRS2 and MDM2 take part in the resistance of 5-Fu in the HOXA13 up-regulated gastric cancer cell. The recent studies suggests the activated MDM2 decreases the stability of P53 and then induces drug-resistance. According to our previous study and relative published results, we speculate that HOXA13 serves as a negative regulator of DHRS2, down-regulated DHRS2 elevates the activity of Mdm2, decreases the stability of P53, promotes the expression of ABCB1, and then leads to the resistance to chemotherapy. The project will use P53 tools cells to verify HOXA13 plays a role in drug-resistance and tumor promotion via P53 pathway and adopt the positive and negative control technology to verify that HOXA13 regulates DHRS2 and MDM2.We will investigate whether there exists endogenous interaction between HOXA13、DHRS2 and MDM2 by utilizing ChIP-Seq and CoIP technology and we will study the relationship of HOXA13 expression level and chemosensitivity through survival analysis and PDTX models. This project may discover new biomarkers for gastric cancer chemosensitivity and help to further clarify the mechanism of chemoresistance in gastric cancer.

国内外研究和本课题组均发现HOX家族与多种恶性肿瘤有关，前期我们发现胃癌中HOXA13表达上调，HOXA13阳性表达患者预后不良，对5-Fu治疗不敏感，DHRS2、MDM2作为下游分子参与HOXA13高表达引起的胃癌耐药。文献提示MDM2活化后破坏P53稳定性引起耐药。根据前期研究及文献，推测：HOXA13作为转录因子负调控DHRS2，活化MDM2，破坏P53稳定性，促进ABCB1表达，导致化疗耐药。本项目将利用P53工具细胞验证HOXA13通过P53通路发挥耐药和促癌作用；正负向调控技术证实HOXA13对DHRS2、MDM2的调控关系；通过ChIP-Seq、CoIP技术探讨HOXA13、DHRS2与MDM2是否存在内源性相互作用；通过生存分析、PDTX模型研究HOXA13表达水平与化疗药物敏感性的关系。本项目可能发现新的胃癌化疗敏感判断标志物，有利于进一步阐明胃癌的耐药机制。

课题组前期发现HOXA13、HOXA10在胃癌组织中表达明显上调，本项目对这两个基因影响胃癌细胞恶性生物行为的机制开展研究，着重于HOXA13对胃癌细胞化疗敏感性的影响。.组织学实验与生信分析提示，HOXA13在胃癌组织中表达上调，且与肿瘤增殖指标Ki67表达呈现正相关，接受5-Fu治疗的胃癌患者中，HOXA13高表达患者的OS及PPS明显下降。细胞学实验发现HOXA13表达升高后，①可能通过提高CyclinD1表达水平，促进G1-S期转化，增强胃癌细胞增殖能力；②胃癌细胞的体内外迁移侵袭能力增强，E-cadherin表达减低，N-cadherin和Vimentin表达增加，提示HOXA13可能通过EMT促进胃癌转移；③胃癌细胞对5-Fu敏感性降低，耐受性增强。通过二代测序，发现ABC转运蛋白家族的激活参与HOXA13介导5-Fu耐药的生物学过程，ABC转运蛋白通路中多个基因的转录量在5-Fu处理的HOXA13过表达组中显著增加，其中ABCC4基因表达差异明显。qRT-PCR、WB等实验发现胃癌细胞中HOXA13表达上调后，ABCC4的mRNA和蛋白水平提高，而下调HOXA13表达使ABCC4的mRNA和蛋白水平降低。Pearson相关性分析提示HOXA13与ABCC4的mRNA表达水平呈正相关。ChIP实验发现HOXA13能够与ABCC4启动子区相结合。随后的细胞功能挽救实验等实验，提示ABCC4在HOXA13介导胃癌细胞5-Fu耐受进程中发挥重要作用，ABCC4可能是HOXA13引起胃癌细胞化疗耐药的重要下游靶分子。.分子生物学实验与生信分析发现，HOXA10在胃癌组织中表达上调。HOXA10表达上调后，胃癌细胞增殖能力增强，凋亡受到抑制，裸鼠皮下成瘤能力增强。通过数据库检索、ChIP-qPCR、细胞功能挽救实验等方法，初步证实HOXA10可能结合在BCL2的启动子区，调控BCL2的表达，发挥抑制细胞凋亡的作用。.本项目发现HOXA13促进胃癌细胞增殖、转移能力，引起对化疗药物敏感性降低，ABCC4作为候选靶分子在HOXA13介导胃癌细胞5-Fu耐受进程中发挥重要作用。胃癌细胞中HOXA10表达升高后，可能通过调控BCL2的表达，抑制凋亡，增强细胞增殖能力。.在本项目资助下已发表论著3篇，培养硕士研究生毕业3人，博士研究生在读2人。