UPF1调控提前终止子p21的机制及其与胰腺腺鳞癌发生发展相关性的研究

Pancreatic adenosquamous carcinoma is more dangerous than pancreatic ductal adenocarcinoma. Up-frameshift 1(UPF1) is a key factor in the process of Nonsense-mediated mRNA degradation (NMD) which is an important RNA monitoring mechanism in eukaryotic cells. In 2014, we firstly reported that the mutations of UPF1 / NMD were associated with pancreatic adenosquamous carcinoma. Then, we found abnormal NMD and its increased substrate mRNA in pancreatic adenosquamous carcinoma. Moreover, we also found abnormally cleaved new p21 transcripts (premature terminator P21, PTC-P21) and its mutant proteins, which were associated with UPF1 mutations. We intend to further explore the function of UPF1 in regulating PTC-P21 and its regulatory mechanism from the perspective of MicroRNA and RNA editing. by using a variety of molecular techniques, we try to explore the biological function of PTC-P21 protein in the process of pancreas Adenosquamous carcinoma in vivo and in vitro; analysis the relationship between PTC-P21 and pancreatic adenosquamous carcinoma clinical indicators, treatment response and prognosis. Through this study we want to explore the possibility of using PTC-P21 as a molecular biomarker and molecular targeted therapy for the diagnosis of pancreatic adenosquamous carcinoma.

胰腺腺鳞癌是比胰腺导管腺癌更凶险的肿瘤。无义介导的mRNA降解（NMD）是真核细胞中重要的RNA监控机制，UPF1是其中的关键因子。2014年我们在《Nature Medicine》上首次报道了UPF1/NMD的突变和胰腺腺鳞癌相关。此后，我们在新的胰腺腺鳞癌样本中检测到异常NMD和其底物mRNA表达升高，并发现了UPF1突变相关的异常剪切的新p21转录子（即提前终止子P21，PTC-P21）及其变异蛋白。我们拟进一步从RNA编辑和MicroRNA角度，探索UPF1调控该PTC-P21的具体作用以及调控机制；综合采用多种分子肿瘤学研究技术，在体内和体外探索PTC-P21蛋白的生物学功能及与胰腺腺鳞癌发生的关系；扩大临床样本，分析PTC-P21与胰腺腺鳞癌患者临床指标、治疗应答及预后相关性。通过本研究探讨以PTC-P21作为胰腺腺鳞癌诊断的分子生物学标志物和分子靶向治疗靶点的可能性。

胰腺癌是一种具有高度恶性和侵袭性的消化系统恶性肿瘤，早期发现困难，大部分患者发现时已是晚期，且治疗方式有限，预后极差。目前胰腺癌全球总体发病率位列第14位，死亡率第7位，预计到2025年，胰腺癌将成为癌症死亡的第三大原因。外科手术被认为是胰腺癌的最佳治疗方式，但是由于其发病的隐匿性，仅20%的患者能够发现后获得直接手术机会。尽管现在有了化疗、放疗及免疫治疗，胰腺癌的预后仍不理想，总体5年生存率不到10%，接受手术患者的生存率被报道在15%-30%。胰腺癌治疗方法有限，可能与其发生机制了解不足有关。肿瘤的发生发展是一个复杂的过程，涉及到多个方面，例如体细胞的改变、RNA的过表达，改变拼接和基因融合。因此，对胰腺癌发病机制的研究需要人类不间断的探索，来掀开肿瘤发生的神秘面纱。Up-frameshift 1 (UPF1，过去被称为RENT 1)，是一个高度保守的ATP依赖的RNA解螺旋酶，是无意义介导的mRNA降解（nonsense-mediated mRNA decay, NMD）的主要调节因子。除此之外，UPF1还有其他的生物学功能，例如，它是S期进展和基因组稳定性所必需的，还有助于胚胎发育和存活。如今UPF1已在多种肿瘤中被报道，证据表明UPF1失调在多种肿瘤中起到了重要的作用，如包括肝细胞癌，结直肠癌，胃癌，肺腺癌，胰腺腺鳞癌，炎症性肌纤维细胞肿瘤等。在本次研究中，1)我们发现了胰腺癌中有一个重要的剪接蛋白SC35参与了对NMD的调控。这个SC35蛋白本身是被研究的很广泛的 trans-acting 结合在DNA上因子，它参与了U1 snRNP的剪接体的组装并且增加成熟RNA的可变剪接的发生率，并可以与NMD途径相结合。2)发现胰腺癌患者中检测到SQ域错义的编辑UPF1（RNA editing）事件，并会导致天冬氨酸合成酶的升高。3)在NMD途径中Micro-128有潜在的和upf1的rna表达的相关性。4)发现在肿瘤细胞中多个RNA编辑酶与NMD产生关联并导致RNA编辑事件发生。