肿瘤抑制因子LZTFL1敲除小鼠肿瘤模型的建立及其分子诊断学的研究

LZTFL1 (Leucine Zipper Transcription Factor Like 1) is a tumor suppressor based upon the association that low expression of LZTFL1 was greatly associated with tumor grade, differentiation and patient survival time. LZTFL1 inhibits proliferation, invasion and metastasis of tumor cells by maintaining cell differentiation and reducing EMT signaling. To investigate whether LZTFL1 is a biomarker for tumor diagnosis and to investigate the role of LZTFL1 in tumor suppression in vivo, we plan to make LZTFL1 deficient mice by microinjection. Genetically engineered mouse models will be established to develop tumorigenesis in LZTFL1 deficient mice. To identify LZTFL1-associated target protein, mass spectrometry and RNA-Seq analysis will be conducted. We will investigate the mechanism by which LZTFL1 maintains cilia differentiation to suppress tumorigenesis and the mechanism by which LZTFL1 negatively regulates Hedgehog signaling to inhibit metastasis and EMT events. IHC staining will be performed on tumor species to reveal the LZTFL1 signature associated with tumor grade and other tumor suppressors or oncogenes. This project is critical to evaluate the possibility of applying LZTFL1 clinically as a diagnostic biomarker for tumor prediction and to better understand the mechanism by which LZTFL1 inhibits tumorigenesis and metastasis.

LZTFL1是我们发现的一个新肿瘤抑制因子。前期研究表明LZTFL1缺失与肿瘤恶性程度、病人存活时间密切相关；LZTFL1通过维持细胞分化、阻断EMT抑制肿瘤细胞的侵袭和转移。为了进一步探讨LZTFL1作为肿瘤诊断标志物的可行性、抑制肿瘤的分子机制及其生物学功能，因此本项目在前期工作的基础上拟开展以下工作：1.基因打靶技术构建LZTFL1基因敲除小鼠，观察表型，建立基因敲除小鼠肿瘤模型；2.蛋白质谱、RNA-Seq鉴定LZTFL1相关的靶蛋白；3.利用LZTFL1基因敲除小鼠，研究其如何维持纤毛分化抑制肿瘤发生，如何调节Hedgehog信号通路抑制肿瘤转移、EMT信号，并在敲除小鼠中验证分子机制；4.利用临床肿瘤样本及病人随访资料，总结分析LZTFL1与肿瘤恶性程度、与其它抑癌、致癌基因的相关性。本项目对于研究LZTFL1作为肿瘤诊断标志物及其抑制肿瘤发生、转移的分子机制具有重要科学意义。

我们前期工作表明LZTFL1（LZ）是一个新的肿瘤抑制因子，LZ的mRNA水平与癌症患者的生存时间呈正相关，与肿瘤复发呈显著的负相关。体内、体外实验证明，LZ过表达可以显著抑制肿瘤细胞的增殖与转移。因此，临床资料及实验数据提示我们，LZ是判断肿瘤患者生存时间、预后的一个重要标志物。.本项目侧重于通过LZ敲除小鼠阐明LZ的生物学、生理学功能，探讨LZ在肿瘤发生中的作用机制。① 我们成功制作了LZ条件性敲除小鼠；②观察LZ敲除小鼠表型发现，LZ缺失能够导致部分小鼠胚胎致死，LZ敲除小鼠生长迟缓，体型瘦小；但在6～8周左右体重增加而变得肥胖；部分LZ敲除小鼠牙齿畸形；LZ敲除小鼠眼部视网膜纤毛发育异常，视网膜发生病变，视网膜缺乏视细胞（光感受器丢失）；LZ敲除小鼠生殖系统发育异常，部分小鼠阴道闭锁；③摄食增多、体脂率升高、葡萄糖与胰岛素耐受可能是导致LZ敲除小鼠肥胖的原因；④LZ缺失导致纤毛发育异常，影响Hedgehog信号通路；⑤我们发现了能量代谢调控的新机制即，LZ可能通过肌动蛋白等调节Leptin Receptor/Stat3信号，控制能量代谢；⑥LZ敲除小鼠的肝脏早期脂代谢紊乱，脂代谢紊乱造成脂肪堆积、肝损伤、炎症细胞浸润，LZ敲除小鼠脂肪性肝病发生、伴有长期慢性的肝损伤，LZ敲除小鼠12个月后，肝脏细胞发生癌变，自发生成肝细胞癌；⑦ LZ敲除小鼠对化学损伤非常敏感，我们发现LZ缺失协同DEN化学损伤加速肝癌发生；⑧肝癌随访资料显示，LZ的mRNA表达水平与肝癌患者生存时间呈正相关，LZ过表达的HepG2细胞在裸鼠体内增殖缓慢、肿瘤形成较小，这些结果提示我们LZ能够抑制肝癌细胞的增殖，在肝癌中是一个抑癌基因。.我们的研究结果为初步阐明LZTFL1在肝脏脂肪代谢紊乱、肝脏慢性损伤过程中的生物学作用以及为肝病（脂肪肝、肝癌）临床治疗积累更多更新的资料，也为研究脂肪性肝病引发的肝癌发病机制提供可靠的动物疾病模型。