PCDH9基因功能缺失在食管鳞癌癌变过程中的作用机制研究

Esophageal squamous cell carcinoma (ESCC) is one of the histologic subtypes of esophageal cancer. ESCC is one of the most common cancer and with high incidence in in Chaoshan area which located in the southern coastal areas. The driver mutated genes play an important role in the carcinogenesis process. In our previous study, we performed whole-genome (WGS), exome（WES）, or targeted sequence analyses of 70 paired esophageal non-tumor, intraepithelial neoplasia (IEN), and ESCC tissues from the same patients to tracWe further found the low expression of PCDH9 protein during the carcinogenesis process. All the results indicated PCDH9 may play a role of cancer suppressor gene. In this project, we firstly verify the mutations and copy number alterations of PCDH9. Then we evaluate the changes of biological behavior in PCDH9 gene knockout and over expression cell line. Finally we explore the mechanism by RNA-Seq and protein iTRAQ technology, and evaluate the possibility of PCDH9 as the early detection biomarker.

我国尤其是南方沿海的潮汕地区是食管鳞癌的高发区，在癌变的多阶段过程中驱动变异基因起到了至关重要的作用。申请者在前期工作中通过对70例食管鳞癌患者的227例标本（其中包括正常对照，单纯增生，非典型增生，浸润癌）进行全基因组、外显子与靶向测序，通过克隆进化分析发现PCDH9基因是候选的驱动变异基因之一，其在非典型增生以及肿瘤细胞中存在高频的突变以及拷贝数缺失。进一步预实验证实，PCDH9蛋白的表达量在癌变恶化过程中逐渐减少，提示PCDH9在食管鳞癌癌变过程中可能发挥了抑癌作用。本项目拟在此基础上，在癌变标本中对PCDH9基因的变异以及蛋白表达进行验证；同时，在食管永生化细胞系及食管癌细胞系中进行PCDH9基因的敲除和过表达，建立相应的细胞模型和动物模型，验证PCDH在癌变过程中起到的作用；最后通过RNA测序以及蛋白iTRAQ技术-探讨PCDH9的抑癌机制，评估其作为癌变早期筛查指标的可能性。

食管鳞癌是中国食管癌的主要组织学类型，我们前期研通过二代测序发现在食管鳞癌癌变过程中PCDH9基因可能是早期驱动基因之一。本研究中我们在食管鳞癌癌变不同阶段的样本中验证了PCDH9的突变以及拷贝数变异，并且发现PCDH9蛋白表达随着癌变进展显著降低，且蛋白表达与拷贝数变异呈现一致性。通过体外实验我们在食管癌细胞系和永生化细胞系中将PCHD9敲除，发现食管癌细胞侵袭转移能力、克隆形成能力显著增加，且细胞凋亡减少，细胞周期阻滞在G2/M期。然而永生化细胞系敲除PCDH9后其生物学行为的改变与食管癌细胞相反。通过转录组与蛋白组测序联合分析，我们发现PCDH9可能通过调节TRAF2/TRAF6参与TNF/NF-κB信号通路。以上结果说明PCDH9在食管鳞癌癌变过程中起到了抑癌基因的作用，为研究食管鳞癌发生以及早期诊断提供了新的思路。