Melanotransferrin蛋白在非小细胞肺癌发生发展中的功能机制与临床应用价值研究

Lung cancer is the most common malignant tumor in human. The incidence and mortality of lung cancer ranks first. Cell-surface omics (Surfaceome) provides a new technique for the study of the surface proteins from cancer cells and the discovery of therapeutic targets. In this study, cell-surface proteins and whole cell proteins were extracted from 20 non-small cell lung cancer (NSCLC) cells and 2 normal bronchial epithelial cells. By proteomic analysis, it was found that Melanotransferrin (MTf) was highly expressed in cancer cells and concentrated on the cell-surface. Previous experiments have proved that high expression of MTf can promote cell migration and invasion, and there are reports of the presence of MTf in blood. We came up with the following scientific hypothesis: MTf affects the migration and invasion of NSCLC cells, which can be a new target for treatment and a marker for diagnosis and prognosis. This is the first time we found high expression and enrichment of MTf on cell-surface in NSCLC. We plan to carry out cell and animal experiments to study the function, mechanism of MTf, evaluate MTf as a marker of diagnosis and prognosis in clinical blood samples and tissue samples, explore its potential as a therapeutic target, and provide new ideas and tools for the prevention and treatment of NSCLC.

肺癌是人类最常见的恶性肿瘤，其发病率和死亡率均居首位。细胞表面组学（Surfaceome）为研究癌细胞膜表面蛋白、寻找治疗靶点提供了新技术。本课题将20株非小细胞肺癌（NSCLC）细胞及2株正常支气管上皮细胞提取膜蛋白及全细胞蛋白，通过蛋白组学分析发现Melanotransferrin（MTf）高表达于癌细胞且富集于膜表面。通过前期实验证实MTf高表达可促进细胞的迁移和侵袭能力，且有报道血液中存在MTf。我们提出如下科学假说：MTf影响NSCLC细胞的迁移、侵袭等功能，可作为新的治疗靶点及诊断、预后标志物。本课题为首次发现MTf在NSCLC细胞膜表面的高表达及富集现象，后续拟开展细胞及动物实验研究MTf在NSCLC发生发展中的功能机制，在大样本临床血液及组织标本中评估MTf作为诊断、预后标志物的价值，初步探索其作为治疗靶点的潜力，为NSCLC的防治提供新的思路。

肺癌是目前全球发病率和死亡率均位于前列的恶性肿瘤，主要病理类型以非小细胞肺癌（NSCLC）为主。虽然近年来针对肺癌的诊断与治疗技术有较大提高，但其死亡率居高不下，五年生存率仅约10–20%。细胞表面组学（Surfaceome），作为一种研究在不同病理过程中细胞表面蛋白质的变化的新技术，为 NSCLC的分子分型和探索新的有效治疗靶点提供了新思路。. 本研究通过对20株NSCLC细胞系及2株正常支气管上皮永生化细胞株进行蛋白质谱绘制，发现Melanotransferrin（又名CD228、MTf，编码基因为MFI2）高表达于癌细胞且富集于膜表面。MFI2是一种新近鉴定出的肿瘤相关蛋白，它由两种形式的蛋白组成：膜结合蛋白（mMFI2）和分泌蛋白（sMFI2）。但是，关于它的表达模式及其与肺癌的相关性知之甚少。在这里，我们发现上述两种形式的MFI2在肺癌中均高表达。然后，我们使用MFI2过表达和敲降细胞系以及重组sMFI2蛋白研究mMFI2和sMFI2的生物学功能。利用转录组测序、蛋白质芯片、ChIP实验、免疫共沉淀法、ELISA和免疫荧光技术探讨了mMFI2和sMFI2致瘤的分子生物学机制。我们发现，mMFI2可通过下调转录因子KLF4的表达导致N-钙粘蛋白的表达量增加，从而促进肿瘤转移。sMFI2通过上调MMP9的表达导致血管抑制因子MMRN2的表达量降低从而促进血管生成，同时sMFI2可以在肺癌患者外周血中明显富集。因此，我们研究结果提示：mMFI2是潜在的肺癌治疗靶标，而sMFI2在晚期肺癌中高度富集，可以用作肿瘤分期指标。