FAM84B在食管鳞癌干细胞干性维持中的作用与机制

Chinese population has the highest morbidity and mortality in esophageal cancer worldwide, and the main pathologic type is esophageal squamous cell carcinoma (ESCC). Cancer stem cell (CSC) plays an important role in the maintenance and therapeutic resistance of cancers, however, the researches on esophageal squamous cell carcinoma stem cells (ESCC-CSCs) are still stay in isolation and identification. Our previous study by genomic sequencing showed that FAM84B had a significant increase in copy number, and was related to the malignant progression of ESCC. Further studies in vitro showed FAM84B had a higher expression in CSCs than that in the bulk cells, indicating that FAM84B may be associated to the maintenance of stem cell stage. This proposal aims to validate the role of FAM84B in ESCC-CSCs through the spike-screen model which is constructed by CRISPR/Cas9 system. By this model, we will perform serum-free suspension culture and other in vitro cell behavior tests, zoopery, immunohistochemistry; then further reveal the mechanism of FAM84B in maintenance of stem cell stage by ChIP, co-immunoprecipitation, dual-luciferase reporter assay, RNA interference, rescue experiment. These results may lay a theoretical foundation for reveal the mechanism of ESCC-CSCs maintenance and the clinical strategies on ESCC against CSCs.

我国是世界上食管癌发病率和死亡率最高的国家，其中食管鳞癌为主要病理类型。肿瘤干细胞是肿瘤维持恶性、抵抗治疗的重要原因，但针对食管鳞癌干细胞特性的研究主要停留在分离鉴定阶段。本课题组利用基因组测序发现，FAM84B在食管鳞癌中拷贝数显著增加且发挥促癌作用，但它在食管鳞癌中的作用机制尚不清楚。申请人前期研究发现，FAM84B在食管鳞癌干细胞中显著高表达，提示其可能与食管鳞癌干细胞干性维持相关。本项目拟通过CRISPR/Cas9技术，构建食管鳞癌干细胞示踪筛选模型；用无血清悬浮培养等细胞行为实验、裸鼠成瘤及免疫组化等，研究FAM84B在食管鳞癌干细胞干性维持中的作用；ChIP、免疫共沉淀、双荧光素酶报告实验、RNAi、挽救实验等，探究FAM84B是否通过αE-catenin和Hippo通路调控食管鳞癌干细胞的干性，为揭示食管鳞癌干细胞维持机制和临床针对肿瘤干细胞制定食管鳞癌治疗方案提供理论基础。

我国是世界上食管癌发病率和死亡率最高的国家，其中食管鳞癌为主要病理类型。肿瘤干细胞是肿瘤维持恶性、抵抗治疗的重要原因，但针对食管鳞癌干细胞特性的研究主要停留在分离鉴定阶段。本课题组利用基因组测序发现，FAM84B在食管鳞癌中拷贝数显著增加且发挥促癌作用，但它在食管鳞癌中的作用机制尚不清楚。申请人前期研究发现，FAM84B在食管鳞癌干细胞中显著高表达，提示其可能与食管鳞癌干细胞行为调控调控相关。本项目通过RIP-seq、co-IP & MS等技术研究发现，FAM84B可以和EIF1AX（蛋白翻译起始复合物重要组分）及NOTCH1的mRNA结合，促进了NOTCH1的蛋白翻译水平。在肿瘤干性细胞中，高丰度的LincRNA-RP5-857K21.4（存在大片段NOTCH1 mRNA的相似序列）与NOTCH1的mRNA竞争性的结合FAM84B，从而干扰了NOTCH1的蛋白翻译，导致了ESCC肿瘤干性细胞中NOTCH1蛋白水平的降低，影响了食管鳞癌干细胞的分化方向。另外，我们收集了39例食管鳞癌患者的185个肿瘤区域（原发肿瘤164个区域和21个转移淋巴结）以及39个匹配的正常食管上皮组织，进行了全外显子组测序。基于以上多位点区域取材样本测序数据，我们建立了食管鳞癌的系统进化树，发现了食管鳞状细胞癌细胞存在很强的肿瘤间和肿瘤内异质性；关键性驱动基因的突变也同样存在很强的异质性，并且发现了一些潜在的治疗靶点，如ERBB4、BRCA1/2、CD274等；从肿瘤进化角度揭示了食管鳞癌发生发展过程中的克隆进化过程，在此过程中区分食管鳞癌的trunk和branch突变基因，深度解析了食管鳞癌肿瘤内异质性及药物靶点筛选策略。以上两部分研究内容为揭示食管鳞癌干细胞维持机制和临床筛选食管鳞癌治疗靶点提供了理论基础。