肺癌相关新基因OLC1在吸烟致癌过程中的作用机理研究

申请者于2008年结题的一项国家自然科学基金资助项目（30572095）的工作发现鉴定并命名了一个肺癌相关新基因OLC1。根据前期研究成果，我们认为：OLC-1基因很可能是香烟致癌作用的靶点之一，在由吸烟引起、NF-kappaB通路介导的肺早期癌变中发挥重要作用。为证明上述推断，我们将分别在人细胞系、基因工程动物，以及人肺癌组织样品三个层面，研究香烟烟雾凝集物诱导OLC1基因表达上调与NF-kappaB通路激活的关系，寻找鉴定OLC1的相互作用蛋白，以gain-of-function和loss-of-function的实验动物表型分析鉴定OLC1基因的功能，为OLC1基因及其产物在吸烟诱导的癌变相关细胞信号转导通路和网络中做初步定位。从而探索OLC1作为新的候选癌基因的病理学功能，揭示它在吸烟诱导的癌变过程中的作用机理。

项目负责人于2008年结题的一项国家自然科学基金资助项目（30572095）的工作发现鉴定并命名了一个肺癌相关新基因OLC1。根据前期研究成果，我们认为：OLC-1基因很可能是香烟致癌作用的靶点之一，在由吸烟引起的肺早期癌变中发挥重要作用。为证明上述推断，本项目分别在人细胞系、人肺癌组织样品，以及基因工程动物三个层面开展了研究。结果发现，香烟烟雾凝集物（CSC）能够诱导OLC1蛋白水平的上调，却不影响mRNA表达水平；其中的分子机制为CSC通过抑制APC复合物对OLC1蛋白的泛素化降解从而上调其蛋白水平。在肺癌细胞中OLC1与BRCA1蛋白之间存在相互作用，主要发生于细胞质；过表达OLC1导致BRCA1蛋白水平下调。而在肺癌患者的肿瘤组织中OLC1与BRCA1蛋白表达也呈显著负相关关系。进一步研究发现，高表达OLC1对BRCA1在mRNA水平无明显作用，却能够影响BRCA1的泛素化降解，在转录后水平对BRCA1蛋白进行了调节。OLC1基因的658-1092位核苷酸，即OLC1蛋白C端的存在是下调BRCA1蛋白的必需条件。此外，根据计划任务成功构建筛选出了“OLC1非组织特异性过表达”的transgenic小鼠，以及“OLC1肺泡II型上皮细胞特异性过表达”的transgenic小鼠。进而构建成OLC1基因knock-out小鼠，证实这一基因在小鼠体内广泛表达；这可能是OLC1基因knock-out小鼠的纯合子不能存活的主要原因——目前已经筛选出“（全身）OLC1杂合敲除小鼠。过表达OLC1基因可引起小鼠肺组织不均匀增生（主要是II型上皮细胞）；而抑制OLC1基因表达，则可引起肺泡发育不完整和组织维持的缺陷。从而提示，OLC1是发育过程的重要基因，在组织细胞生长、维持等生物过程中发挥重要作用。根据人肺癌细胞系体外实验结果，我们准备实施针对OLC1基因工程小鼠进行香烟烟雾暴露／药物致癌实验，以揭示它在吸烟诱导的癌变过程中的作用机制。