EHD1调控Hippo信号通路促进非小细胞肺癌转移机制的研究

Metastasis is the leading reason for the resultant mortality in more than 90 % of patients with lung cancer, but molecular mechanism of the lung cancer metastatic cascade remains largely unclear. Supported by grants from the National Natural Science Foundation of China(Number: 81172214, 81572276), we firstly find EHD1 promotes metastasis in non-small cell lung cancer by inducing epithelial-mesenchymal transition. But its mechanism has not been elucidated. Using microarray, we have discovered that with EHD1 knockdown Hippo signaling pathway is activated in NSCLC cells. By proteomics approach, CD44, an upstream molecular of the Hippo signaling pathway, interacts with EHD1. We hypothesized that EHD1 interacts with CD44 to regulate metastasis of non-small cell lung cancer via Hippo signal pathway. Therefore, we are planning to study the function and mechanism of EHD1 regulating NSCLC metastasis, by means of molecular biology technology including CRISPR/Cas9, xenograft models and cancer tissues. This study may provide a new perspective on the biologic behaviors of metastatic lung cancer and a new theoretical basis in molecular diagnosis and gene therapy for NSCLC patients.

肺癌转移造成了90%以上的肺癌相关性死亡事件，其分子调控机制尚不完全清楚。申请人在国自然面上项目科学基金(No.81172214，81572276)的资助下，首次发现EHD1上调可以诱导非小细胞肺癌(NSCLC)细胞发生上皮-间质转化(EMT)并促进转移，EHD1是通过何种分子机制发挥该功能尚无文献报道。前期研究中我们应用基因芯片技术发现EHD1下调后可激活Hippo信号通路，并应用蛋白组学发现EHD1与Hippo信号通路上游调控分子CD44存在着相互作用。因此，我们推断EHD1与CD44相互作用抑制Hippo信号通路促进转移。为了证实这一假说，我们拟采用CRISPR/Cas9等分子生物学技术、裸鼠转移瘤模型，人体组织标本，研究EHD1促进NSCLC转移的分子机制及功能。本课题以新视角研究肺癌转移的生物学行为，可能为NSCLC转移的分子诊断和基因治疗提供新的理论基础。

一、背景：.肿瘤干细胞（CSC）样特性和上皮间质转化（EMT）表型是驱动转移级联的两个最重要的属性。前期研究发现哺乳动物 Eps15 同源结构域蛋白1（EHD1）在非小细胞肺癌（NSCLC）转移中起促进作用；然而，确切的机制尚未完全阐明。.二、主要研究内容：.我们通过人NSCLC细胞系、组织和裸鼠接种模型，采用基因干扰等手段，探讨EHD1促进NSCLC的CSC样特性及EMT表型的具体分子机制。结果显示EHD1/CD44/Hippo/SP1正反馈环路在促进NSCLC的CSC样特性和EMT表型过程中起关键作用。 .三、重要结果： .1) 发表课题相关的SCI论文12篇。.2) 探究EHD1/CD44/Hippo信号通路/SP1正反馈环路在NSCLC的CSC样特性及转移过程中的重要作用。 .3) 培养4名博士及4名硕士研究生。.四、关键数据：.1) 在公共数据库中筛选出NSCLC中的内吞和转移相关基因（EMGs），结合Kaplan-Meier结果显示，只有EHD1高表达是LUAD的不良预后因素。.2) 基因芯片分析显示，Hippo信号通路是EHD1调控的关键通路。通过体内外实验验证EHD1能够抑制Hippo信号通路进而促进NSCLC的CSC样特性、EMT及转移。 .3) 质谱分析结果表明，CD44是EHD1的互作蛋白。体外实验证实EHD1可避免CD44被溶酶体降解，促进其循环回质膜。此外，破坏EHD1与CD44之间的相互作用能够逆转EHD1在本研究中的功能。.4) 在NSCLC患者标本中，EHD1在有淋巴结转移的患者标本中呈高表达。EHD1与CD44、CTGF及SP1表达呈正相关。.五、科学意义：.本项目通过体内体外实验揭示了EHD1是促进NSCLC细胞干性和转移的重要因素，并且证实了EHD1/CD44/Hippo信号通路/SP1正反馈环路在NSCLC的CSC样特性及转移过程中的重要作用，为临床患者的个体化治疗提供新的思路。.