SFRPs家族基因甲基化在人肺腺癌多药耐药表型形成中的作用及其机制研究

化疗耐药是肺腺癌临床治疗面临的重大难题，其形成涉及肿瘤耐药相关蛋白基因的遗传学及表观遗传学修饰等分子调控过程。DNA甲基化是一种重要的表观遗传学修饰方式，通过对基因表达的转录水平沉默作用参与调控各种生理及病理过程。课题组前期研究及文献均表明：分泌型卷曲相关蛋白(SFRPs)家族分子的DNA甲基化在非小细胞肺癌发生发展过程中发挥着重要的作用，但是其与肺腺癌多药耐药表型形成之间的关系仍不清楚。本课题拟在前期成功建立耐多西他赛人肺腺癌细胞模型(SPC-A1/docetaxel)并进行DNA甲基化和基因表达芯片检测及生物信息学分析的基础上，从细胞和活体动物水平进行SFRPs甲基化与肺腺癌化疗耐药相关的功能学分析，并通过RNA干涉和过表达等技术探讨SFRPs分子的DNA甲基化通过激活Wnt信号通路参与肺腺癌耐药表型形成的分子机制，从而为临床个体化治疗肺腺癌提供有价值的分子治疗靶点。

化疗是目前肺癌综合治疗的重要手段，但肿瘤细胞的耐药是导致化疗失败的重要原因。肿瘤耐药是一个多因素、多阶段的复杂过程，涉及关键基因的遗传学及表观遗传学调控异常。DNA甲基化修饰导致的分泌型卷曲相关蛋白1 (secreted frizzled related protein 1，SFRP1)表达下调进而激活Wnt信号通路，与细胞的生长、分化、凋亡及肿瘤细胞恶性表型的形成有着密切的关系。本研究在前期筛选DNA甲基化谱和DNA表达谱差异基因的基础上，利用体内、外模型及临床组织标本，从细胞增殖、凋亡、细胞周期和上皮间质转化等方面探讨SFRP1参与调节人肺腺癌细胞化疗敏感性的机制，证实DNA甲基化是参与调控人肺腺癌耐药细胞SFRP1表达下调的重要方式。通过拮抗Wnt信号通路，SFRP1可在体内、外对肺腺癌细胞产生显著的紫杉类药物化疗增敏作用，同时伴有细胞增殖受阻、凋亡增加、细胞周期分布改变及EMT表型的明显变化。基于甲基化调控的复杂性与网络性，我们采用相似的研究手段对肺腺癌耐药细胞中同样存在显著异常表达的RUNX3(human runt-related transcription factor 3)进行分析，结果表明：肺腺癌耐药细胞中RUNX3过表达可抑制细胞增殖、促进细胞凋亡、诱导细胞G1期阻滞并增加多西他赛化疗敏感性。体内实验表明过表达RUNX3可以明显增强多西他赛的化疗敏感性。通过定制的Real-time PCR芯片，我们发现RUNX3能够抑制AKT信号通路的激活，并经共转染Akt1持续活化质粒实验验证。肺腺癌组织临床标本中RUNX3表达与Akt1呈负相关，且RUNX3低表达提示患者采用含多西他赛辅助化疗方案的无病生存期（DFS）较短。总之，高甲基化诱导的RUNX3下调可能通过对AKT信号通路的活化参与肺腺癌多西他赛耐药机制， RUNX3可以显著抑制Akt1的表达和Akt/GS3Kβ/β-catenin信号通路活化，从而导致人类肺腺癌多西他赛化疗耐药。因此，本项目研究为深入理解甲基化调控在肺腺癌细胞耐药表型形成中的重要作用提供了理论依据，也为临床逆转肺腺癌耐药、寻找有效的疗效预测指标提供了新的靶点。