Asporin通过Smad3促进结直肠癌进展及其机制研究

ASPN (Asporin) is a potential marker of colorectal cancer located in the cytoplasm, but its regulatory effects and the related mechanisms in colorectal cancer are not clear. CNV amplification and protein overexpression of ASPN were identified in colorectal cancer. The patients with high ASPN level exhibited worse prognosis than others. Our preliminary assays suggested that ASPN promoted the growth and movement of colorectal cancer cells, and suppressed apoptosis. Further co-immunoprecipitation assays indicated its intracellular interaction with Smad3. Based on these results, we aimed to explore the effects and mechanisms of ASPN in colorectal caner of different stages: ①To detect the CNV and protein expression of ASPN in colorectal tissue with different pathological diagnosis; ②Using xenograft model and colonoids derived from different stages of colorectal cancer tissues, to detect ASPN's effects on phenotypes; ③To clarify the details of the interaction between ASPN and Smad3, and explore the direct effects and downstream mechanisms; ④Using rescue experiments to verify the role of Smad3 and downstream factors in ASPN regulated cancer progression. This study will provide new experimental evidence on the pathogenesis of colorectal cancer, and enlighten research ideas in development of novel therapeutic targets.

ASPN（Asporin）是定位于胞浆的结直肠癌潜在标记物，但其调控结直肠癌的具体机制尚未完全明确。我们发现ASPN在结直肠癌中有CNV改变与蛋白过表达现象，该蛋白高表达患者预后较差。初步功能研究发现ASPN能促进结肠癌细胞生长与运动，抑制凋亡；免疫共沉淀发现其与Smad3存在胞内相互作用。本研究拟在此基础上，探索ASPN在结直肠肿瘤发生发展不同阶段病变的效应及机制：①在更大规模样本的不同病理诊断结直肠组织中检测ASPN的CNV及蛋白表达；②在裸鼠成瘤模型，以及结直肠癌不同发展阶段组织来源的Colonoids中检测ASPN干扰对表型的影响；③明确ASPN与Smad3的相互作用及相关信号通路，探索其直接效应及下游机制；④通过挽救实验明确Smad3及下游因子在ASPN调控结直肠癌中的作用。本研究将为结直肠癌的机制研究及治疗提供新的实验依据。

研究背景：.随着经济社会发展及人民生活方式的变化，我国结直肠癌的发病率显著升高。结直肠癌发病原因复杂，从分子生物学水平研究结直肠癌的发生、发展，寻找潜在分子标记物及治疗靶点，对于结直肠癌的精准诊疗具有重要意义。多项研究表明Asporin（ASPN）在胃癌、前列腺癌、胰腺癌等肿瘤发展过程中发挥促癌作用，然而其在结直肠癌中的功能研究较少，深入的机制研究仍为空白。研究ASPN在结直肠癌进展中的作用，对于深入探索结直肠癌的发病机制，促进结直肠癌的诊疗进展具有重要意义。.研究内容：.1. 检测并分析 ASPN 在结直肠癌不同发展阶段中的表达情况，明确 ASPN 作为结直肠癌肿瘤标记物的转化价值；.2. 系统观察干扰 ASPN 后结肠癌细胞的命运的转归，探讨 ASPN 对结直肠癌进展与转移的影响； .3. 深入研究 ASPN对 Smad3 通路激活的直接分子过程，揭示 ASPN通过 Smad3 促进结直肠癌发生发展的具体机制。.重要结果:.在88对配对组织样本中，与正常结直肠组织相比，有71.6% (63/88) 的结直肠癌组织ASPN显著高表达（p < 0.0001），且生物信息学分析在mRNA水平验证了结直肠癌组织中ASPN的高表达。ASPN可以促进HCT-8与RKO细胞增殖、集落形成、侵袭及迁移，并抑制细胞凋亡，具有显著统计学差异（p<0.05）；机制研究方面，结合GSEA分析及免疫荧光共定位、Co-IP实验，明确了ASPN与Smad2/3的相互作用。Si-ASPN处理 HCT-8细胞后，核浆蛋白分离实验显示核内ASPN与p-Smad2/3蛋白明显下调，免疫荧光共定位实验显示核膜及核内ASPN-Smad2/3共定位明显减少，证明ASPN能促进p-Smad2/3的转运入核。敲低ASPN表达后，p-Smad2/3下游MMP2、MMP2、ZEB1等促上皮间质转化（EMT）相关分子表达水平显著下调（p<0.05）。.科学意义:.我们的研究结果不仅对ASPN促进结直肠癌发展提供了新的证据，而且证明了ASPN可作为结直肠癌患者预后分层指标及治疗的新药物靶标。