核黄素转运蛋白RFT2表达与功能异常在食管癌发生发展中的关键作用

Riboflavin (vitamin B2) is one of essential vitamins that have to be obtained from the outside of the body. Riboflavin participates various cellular metabolic pathways and biochemical reactions. Lack of riboflavin is one of critical risk factors for esophageal squamous cell carcinoma (ESCC) carcinogenesis. Riboflavin transport protein 2 (RFT2) is responsible for transporting riboflavin into the cell. Recent genome-wide association study (GWAS) analysises indicated that a single nucleotide polymorphic site (SNP), rs13042395, closed to RFT2 gene, was a cancer susceptibility locus for ESCC. Our preliminary studies showed that RFT2 mRNA and proteins were highly expressed in ESCC samples and cell lines. Together, these results indicate that RFT2 may be involved in ESCC carcinogenesis. However the molecular mechanisms by which RFT2 is involved in ESCC remains elusive. In this grant proposal, we will determine if RFT2 is a cancer susceptibility gene for ESCC and overexpression of RFT2 is involved in promoting ESCC progression using molecular and cell biology analysis, animal models and clinical samples. Our study will demonstrate that RFT2 plays an important role in ESCC carcinogenesis and shed a light on RFT2 as a molecular target in diagnosis and treatment of ESCC.

核黄素（维生素B2）是只能从外界摄取的必需维生素，参与细胞能量代谢，维持细胞代谢稳态。核黄素缺乏是食管癌发生的重要危险因素。核黄素转运蛋白2(RFT2)负责转运胞外核黄素进入细胞内。最近全基因组关联研究(GWAS)技术分析发现食管癌易感位点（rs13042395）临近RFT2基因区域，同时我们的前期研究结果显示RFT2在食管癌组织标本和细胞系中高表达。这些结果预示RFT2可能与食管癌发生发展密切相关，但具体作用和分子机制不清楚。本课题将通过分子生物学、细胞生物学、实验动物学以及临床标本检测等实验方法明确食管癌易感位点（rs13042395）调控RFT2基因表达，确定RFT2基因是食管癌易感基因参与食管癌的发生和RFT2在食管癌中高表达通过影响食管癌细胞能量代谢，细胞稳态促进食管癌的发展。我们的研究将为以RFT2作为分子靶点应用于食管癌临床早期诊断和治疗奠定理论基础。

核黄素（维生素B2）是人体必需维生素，它缺乏是食管癌发生的重要危险因素，核黄素转运蛋白2（RFT2）负责转运胞外核黄素进入细胞内。本项目研究了RFT2在食管癌发生发展中的重要作用。我们首先明确了临近RFT2的食管癌易感位点（rs13042395）是否参与调控RFT2基因表达。我们采用PCR-RFLP方法研究了111例病人进行了等位基因表达分析，证明不同基因型对RFT2的转录水平影响不大。然而，相对癌旁组织，RFT2在食管癌组织中高表达。其后，我们通过体内体外实验进一步证明，在食管鳞癌细胞中影响RFT2的表达（敲降或过表达），会显著影响细胞内核黄素水平，使线粒体膜电位和细胞内ATP水平产生巨大变化，从而导致细胞的增殖能力、平板克隆形成能力，软琼脂克隆形成能力和裸鼠体内的成瘤能力发生显著变化。我们深入探究了引起这些变化的具体分子机制，我们证明影响RFT2表达会导致细胞周期调控蛋白p21，p27，Cyclin E1和Cdk2表达变化，进而导致其下游分子pRb磷酸化水平变化，造成细胞进程的改变。同时，RFT2表达变化还会导致参与凋亡分子Bcl-2、Bcl-xL和survivin的表达变化，导致细胞凋亡效应分子caspase-3通路变化。例如，过表达RFT2细胞表现出明显的对化疗药物顺铂的抗性，可以抵抗顺铂诱导的细胞凋亡。最后，我们利用我们成功建立的甲基苄基亚硝胺（NMBzA）诱导的大鼠食管癌模型，进一步发现RFT2在食管癌的发展进程中蛋白表达量逐渐升高。我们对诱导的大鼠食管癌组织样本进行了全基因组的测序，还发现RFT2基因在大鼠食管癌标本中存在单碱基的突变。总之，我们的研究证明了项目立项最初的假说，显示RFT2作为食管癌易感基因，可以通过维持核黄素内稳态及能量代谢参与细胞增殖，细胞周期调控以及细胞凋亡，在食管癌发生和进展过程中发挥着重要作用。