NLRC3影响肝细胞癌形成和转移的分子机制研究

NLRC3 is a member of the non-inflammasome forming NLRs (nucleotide-binding domain, leucine-rich repeat containing receptors) subfamily that plays a critical role in inflammation induced by pathogen or virus infection; however, its role in tumorigensis and cancer progression remains largely unknown. Our preliminary data showed that NLRC3 expressions were significantly downregulated in human hepatocellular carcinoma (HCC) samples, and low expression of NLRC3 was related to poor prognosis in HCC patients. NLRC3 inhibited HCC cell proliferation, migration in vitro and tumorigenicity in vivo, and NF1-mediated RAS and its downstream signaling pathways may play important roles in this process. In this project, we will carry out comprehensive studies to understand the roles of NLRC3 in HCC, elucidate the molecular mechanism of NLRC3, especially how to regulate the stability of NF1 and its downstream RAS/ERK/PI3K/mTOR signaling activation, thus affecting HCC tumorigenesis, metastasis, and drug sensitivity. We will also investigate the interaction between NLRC3 and inflammation in the process of HCC formation. Finally, we will clarify the cause of abnormal expression of NLRC3 in HCC and evaluate its clinical significance. The completion of this project can not only provide significant new insights regarding the fundamental biology of HCC, but also provide a novel target for HCC therapy and prognosis analysis.

NLRC3属于不形成炎症小体NLRs家族中一员。NLRC3在病原体或病毒感染炎症中发挥重要作用，但其在肿瘤形成和发展中的作用尚不明确。我们前期研究发现：NLRC3在肝细胞癌（HCC）中低表达，表达水平与HCC预后负相关；NLRC3抑制HCC癌细胞生长、迁移和成瘤，NF1及其下游RAS相关信号通路可能在此过程中发挥重要作用。本项目中我们将对此进行深入研究，全面认识NLRC3基因在HCC发生、发展和治疗中的作用，阐明相关分子机制，特别是NLRC3如何调控NF1及其下游RAS/ERK/PI3K/mTOR 信号通路，进而影响HCC瘤形成、转移和药物敏感性的机制；揭示HCC形成过程中NLRC3与炎症之间的相互作用关系；明确HCC中NLRC3表达异常的原因并评价其临床意义。本项目开展既为HCC的理论研究提供新思路，也可为HCC的治疗和预后分析提供新靶点。

NLRC3属于不形成炎症小体NLRs家族中的一员，在先天免疫、病原体感染和炎症反应中发挥重要作用，但其在肝癌形成中的作用尚不明确。本项目中我们通过构建Nlrc3-/-基因敲除小鼠以及利用人类肝细胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）细胞系证实了 NLRC3 基因对小鼠肝癌的形成和HCC细胞的体内外生长均具有明显抑制作用；临床数据分析显示 NLRC3 表达与HCC患者生存率存在显著相关性，NLRC3 表达水平降低的 HCC 病人预后更差。分子机制研究证实NLRC3对HCC的抑瘤活性与mTOR/AKT信号通路无关，但依赖于Hsp90介导的c-Myc稳定性改变。HCC细胞中NLRC3与Hsp90的竞争性结合削弱了Hsp90/c-Myc复合体的形成，促进c-Myc 泛素化降解，进而影响下游细胞周期和凋亡相关信号通路。我们此部分研究证实了NLRC3在HCC形成中的抑癌基因功能并揭示了一种新的通过NLRC3/Hsp90/c-Myc信号轴介导的抑癌机制，为HCC诊治提供了潜在靶点。本项目工作中，我们还利用Nlrc3-/-小鼠探讨了NLRC3在急性皮肤伤口愈合过程中的作用。我们的数据表明，NLRC3缺乏促进伤口愈合相关过程，增加再上皮化和肉芽组织形成，并通过抑制p53信号增强炎症反应。在机制上，我们发现了NLRC3和p53信号之间的新的串扰，并证实NLRC3可以Hsp90依赖的方式介导p53的泛素化和降解。我们的研究表明，NLRC3是伤口愈合过程中炎症反应和细胞增殖的关键负调节因子，阻断NLRC3可能是加速伤口愈合的潜在途径。本研究中利用部分经费我们还对肿瘤治疗和化疗耐药进行了一些研究，发现甲胎蛋白（AFP）可以通过HuR/Fas信号轴介导的抗凋亡机制影响索拉非尼(sorafenib)的化疗敏感性，并通过生物发光（BLI）成像技术建立了一个能够检测抗肝癌药物治疗效果的活体动物模型。此外，我们还筛选并证明了lipocalin 2（LCN2）是一个新的5-氟尿嘧啶耐药驱动基因。