LRIG1基因通过负性调控EGFR信号通路影响胶质瘤放疗耐受性的机制研究

There is evidence showing positive correlation between over expression of epidermal growth factor receptor and its mutant and tumor cell radiation resistance in human glioma. The reason of the anti-tumor effect of LRIG1 gene is that LRIG1 gene negatively regulated epidermal growth factor receptor in human glioma cells, leading to ubiquitin-mediated degradation of epidermal growth factor receptor. Our previous studies have found that down-regulation of LRIG1 expression by RNA interference increases glioblastoma cell (GL15) biological behavior and EGFR expression in vitro. We hypothesize that LRIG1 gene can affect the human glioma radiation resistance. The potential mechanism is that LRIG1 gene negatively regulates the activity of ErbB receptor signaling system and the downstream members. This project aimed to further study the relationship at the RNA and protein levels between the expression of LRIG1 and glioma radiation resistance and the prognosis of patients by using the clinical glioma samples. These in vivo studies will establish the clinical basis. Next, using gene over-expression and RNAi methods, we will study the effect of over expression of ErbB receptor on LRIG1 in glioma cells. Then, cell line and animal experiments will be applied in vitro to study on mechanism of the effect of LRIG1 on glioma radiation resistance by negatively regulating EGFR signal pathway . All of these studies will explore the novel mechanism of radiation resistance in glioma and provide therapeutic strategies for glioma.

目前研究发现ErbB受体及其突变体在胶质瘤中的过表达与肿瘤放疗耐受性呈正相关，LRIG1基因通过引起ErbB受体泛素化降解对其起到负性调节作用，从而产生抗肿瘤作用。我们前期研究发现干扰LRIG1基因在GL15胶质瘤细胞表达后，GL15胶质瘤细胞的生物学行为明显增强，EGFR的表达水平明显升高，据此推测LRIG1基因可能通过负性调控ErbB受体信号系统及下游成员活性，从而影响脑胶质瘤的放疗耐受性。本课题先从人脑胶质瘤组织标本上研究LRIG1和ErbB基因RNA及蛋白的表达水平及与患者预后的相关性，再通过基因过表达和RNA干扰技术建立过表达和低表达LRIG1的胶质瘤细胞系和相应胶质瘤动物模型并予以X线照射处理，探讨LRIG1基因通过负性调控EGFR信号通路对胶质瘤放疗耐受性的影响及调控机制，为探索胶质瘤放疗耐受性的新机制和胶质瘤治疗新策略提供实验基础和理论依据。

（1）研究背景：胶质瘤是最常见的肿瘤相关性死亡的原因。基于放射治疗的疗法似乎有效，然而多种胶质母细胞瘤细胞产生的放疗耐受却能逆转此种疗效。因此，应用潜在的放疗耐受机制对于胶质瘤的治疗十分重要。.（2）主要研究内容：本研究通过构建放疗耐受胶质瘤细胞系U251R，检测miR-183与LRIG1在脑胶质瘤组织及细胞中的表达及其相关性，进一步探讨miR-183介导EGFR/Akt通路在胶质母细胞瘤放疗耐受中的作用及机制，以期为胶质瘤放射治疗提供新的思路。.（3）重要结果：与放疗敏感的胶质瘤组织相比，放疗耐受组织中miR-183表达显著增加，而LRIG1 mRNA的表达降低。LRIG1在放疗耐受胶质瘤细胞系U251R低于正常胶质瘤细胞系U251中的表达水平。U251R中过表达的miR-183促进细胞活动并抑制细胞凋亡;抑制miR-183抑制细胞活动及促进细胞凋零。提示LRIG1是miR-183直接作用的靶基因之一。在胶质瘤细胞系U251R转染miR-183 inhibitor促进LRIG1表达、抑制EGFR、p-Akt表达、抑制肿瘤细胞活力并促进肿瘤细胞凋亡，而miR-18 inhibitor + shRNA-LRIG1逆转此种效应；在U251中转染miR-183 mimic显著降低LRIG1表达，却能促进EFGR和p-Akt的表达、提高肿瘤细胞活力并抑制肿瘤细胞凋亡，而miR-183 mimic+ p cDNA-LRIG1逆转此种效应。体内实验研究表明miR-183 inhibitor显著减小肿瘤体积，而miR-183 mimic能增大肿瘤体积。.（4）关键数据：1、miR-183在脑胶质瘤组织样本及胶质瘤细胞系异常表达并与LRIG1表达呈负相关，而与EGFR、p-Akt的表达水平呈明显正相关。2、荧光素酶实验证实LRIG1是miR-183直接作用的靶基因之一。3、干扰miR-183通过上调LRIG1抑制EGFR/Akt表达增加胶质瘤细胞的放疗敏感性。4、过表达miR-183通过下调LRIG1促进EGFR/Akt表达增加胶质瘤细胞的放疗耐受。.（5）科学意义：进一步加深我们对LRIG1基因的功能的认识，研究的相关成果将为基于miR-183靶向LRIG1表达作为胶质瘤治疗靶点提供实验基础和理论依据，为胶质瘤放射治疗提供新的思路。