Sox30基因在化学致肺癌过程中功能及机制的初步研究

本项目拟在前期筛选并初步证明Sox30基因在大鼠肺癌模型和人肺癌组织中高甲基化、低表达失活的基础上，进一步开展Sox30基因调控和功能的研究： 第一，以化学致癌模型结合人体肺癌标本，分析该基因在肺癌发生发展中的甲基化动态变化和蛋白质表达，明确其甲基化在肿瘤发生中的作用以及与临床病理之间的关系。第二，进一步对Sox30突变和杂合性缺失进行分析，结合甲基化和蛋白质表达资料，阐明该基因在肺癌发生过程中DNA水平的失活机制。第三，从细胞生长/凋亡、细胞周期、细胞迁移等方面入手，分析该基因的主要功能。第四，分析在化学致癌过程中，Sox30基因高甲基化发生的调控机制，初步解析Sox30基因作为转录因子调控的下游关键基因或通路。为进一步深入研究该基因在胚胎发育、细胞分化、疾病发生等方面的工作奠定基础。

本项目在前期发现Sox30基因在肺癌组织中高甲基化的基础上，对其抑癌作用和机制进行了深入分析。我们的结果表明，该基因在正常组织中未甲基化(0/20)，而在肺癌肿瘤细胞中全部甲基化(9/9)，在肺癌病人中甲基化检出率为70.83% (85/120)。Sox30基因甲基化抑制其表达，在正常组织和癌旁组织中该基因表达，而在肺癌细胞和肺癌组织中表达下调或者不不表达。该基因表达与肿瘤类型(n=220, P=0.008)、临床分期明显相关性(n=220, P=0.024)；同时，其表达与NSCLC病人临床预后密切相关，是一个独立的预后因素(n=220, P=0.014, hazard ratio (HR)=0.816)；进一步分析发现，Sox30表达仅在肺腺癌（ADC）病人中是一个良好的预后因素(n=150, P=0.000, HR=0.405)。我们构建了Sox30基因差异表达细胞模型，功能分析发现其高表达后在体外能抑制肿瘤细胞生长、诱导细胞凋亡，体内移植瘤实验也证实其具有明显的抑癌作用；另一方面，利用siRNA技术降低其表达后，在体外和体内的抑癌作用均减弱，这充分表明该基因是一个典型的抑癌基因。机制分析发现，Sox30基因高表达后能够激活p53及其下游信号分子，SOX30蛋白可直接结合到p53启动子区CACTTTG (+115 to +121)序列转录调控p53基因的表达，同时阻断p53信号通路后该基因的抑癌作用明显降低，提示Sox30基因的抑癌作用依赖与p53信号通路。最后，我们系统分析了该基因对肿瘤转移的影响，结果发现Sox30基因表达后在体内和体外均能抑制肿瘤细胞转移，进一步分析发现Sox30基因可以显著抑制Wnt/β-catenin 信号通路分子的表达，其机理主要是SOX30蛋白通过与TCF竞争性结合ß-catenin抑制WNT/ß-catenin信号通路。我们的研究表明，Sox30基因是一个新的受甲基化调控基因，同时该基因是p53信号通路和WNT/ß-catenin信号通路新的调控蛋白，通过激活p53信号通路和抑制WNT/ß-catenin信号通路抑制肿瘤细胞生长和肿瘤转移。本研究为了解Sox30的功能和肺癌的发生机制提供了重要资料。