应激颗粒基于G3BP1/YWHAZ通路调控胃癌化疗耐药的功能机制研究

China is one of the countries with the highest incidence of gastric cancer. Chemotherapy resistance is a major reason for the poor efficiency of gastric cancer treatment. The formation of stress granules is one the most important self-defensive and adaptive regulating patterns after stress. Ras-GTPase-activating protein SH3 domain-binding protein1, G3BP1, one of the most important part of stress granules, was supposed to inhibit apoptosis induced by oxidase system. YWHAZ is an oncogene, which plays an important role in modulating cell cycle and apoptosis. In our previous study, we found that G3BP1 was increased in tumor tissue. It was associated with tumor proliferation, metastasis and poor prognosis. We also found the interaction between G3BP1 and YWHAZ, which was associated with apoptosis and chemotherapy resistance. So we proposed a hypothesis that stress granules would modulate chemotherapy resistance in gastric cancer via G3BP1/YWHAZ signal way. This project proposal for grant application is designed on the basis of our previous work to elucidate the functional role and molecular mechanism of G3BP1 modulating chemotherapy. We would combine the results from basic research and clinical big data to select biomarkers related to chemotherapy resistance and establish an individualized model to predict benefits from chemotherapy.

我国是胃癌最为高发的国家之一，化疗耐药是影响胃癌综合治疗疗效的严重问题。应激颗粒(stress granules, SGs)的形成是机体应对外来打击时最为重要的自我防御和适应性调节方式之一，其重要组件G3BP1被认为可以抑制氧化酶系统依赖的细胞凋亡。YWHAZ是一个重要的促癌基因，在细胞周期和细胞凋亡的调控中发挥重要作用。我们的前期研究发现，G3BP1不仅在胃癌中高表达，并且与胃癌的增殖转移及不良预后密切相关。同时还发现胃癌细胞中G3BP1与YWHAZ存在相互作用，并且与细胞凋亡和化疗耐药相关。因此，我们认为应激颗粒可能基于G3BP1/YWHAZ通路调控胃癌化疗耐药。本申请项目拟在前期实验基础上，在化疗后机体应激颗粒的形成和作用层面，研究G3BP1参与胃癌化疗耐药的调控及其分子机制，并将基础试验研究结果与临床大数据分析结合，筛选出化疗耐药相关的分子生物标志物，建立个体化的化疗疗效预测模型。

临床中相当大的一部分胃癌患者会对化学治疗产生耐药，而潜在的机制尚未明确。应激颗粒（SGs）对于肿瘤细胞抵抗化疗治疗诱导的细胞凋亡中起到了自我防卫的重要作用。G3BP1（Ras-GTPase激活蛋白SH3结构域结合蛋白）作为应激颗粒的组装效应原件，被报道在胃癌组织中高表达;因此，在这里我们旨在探索G3BP1在胃癌化疗耐药中的重要作用。.首先，我们将通过体外和体内实验的方法探索G3BP1对胃癌细胞化疗耐药性和凋亡的影响。然后，通过免疫组织化学、免疫沉淀和免疫荧光的方法评估G3BP1与YWHAZ之间的相互作用关系。.我们的研究结果显示，G3BP1与接受辅助化疗的胃癌患者的不良预后密切有关，而与未接受辅助化疗的胃癌患者的预后无明显相关性。接着，在细胞水平我们发现当G3BP1敲减后，胃癌细胞对化疗药物的敏感性显著增加。进而我们探索了相关的生物学机制。我们发现细胞凋亡水平和促凋亡相关分子的表达水平在G3BP1敲减后显着升高，提示G3BP1可以增强胃癌细胞对化疗药物的抗凋亡作用。.下一步，我们通过基因共表达网络分析筛选发现了与G3BP1共表达的分子YWHAZ。通过免疫共沉淀实验证实了YWHAZ可以和G3BP1存在蛋白质之间的相互作用，并且通过免疫荧光实验发现，当G3BP1和YWHAZ相互作用后，可以使抗凋亡分子BAX更多的停留在细胞浆内，从而发挥抗凋亡的作用。最后通过对临床样本进行免疫组化染色，我们发现与其他接受术后辅助化疗的胃癌患者相比，G3BP1和YWHAZ双高表达的胃癌患者的生存预后最差。.最后，我们得出结论G3BP1和YWHAZ的表达可以帮助预测胃癌患者的辅助化疗获益。