PinX1介导的有丝分裂异常及端粒不稳定性在肿瘤发生中的作用及其分子机制研究

PinX1作为一种潜在性抑癌基因，作用机制尚不明确，我们前期实验结果表明PinX1在乳腺癌中表达明显降低，提示可能与肿瘤发生相关。本项目拟采用PinX1表达水平高的非致瘤乳腺上皮细胞系MCF10A，PinX1表达水平低的乳腺癌细胞系SKBR3、BT474、HCC1937及肝癌、肺癌、胃癌细胞系各一株作为模型，感染慢病毒调控PinX1水平。以细胞增殖活性，细胞周期改变，体外克隆形成能力，体内成瘤性，肿瘤干细胞数量及定位、非整倍体细胞比率、分裂后期染色体桥接及多极分裂细胞比率、细胞核型、染色体稳定性、端粒完整性及稳定性为观察指标，研究PinX1低表达与细胞恶性转化的相关关系，阐述PinX1抗肿瘤作用机理及其在肿瘤发生中可能的作用，并从miRNA表达谱、基因表达谱、蛋白质谱三个层面探索其分子机制，构建以PinX1为核心的肿瘤发生分子调控网络，为肿瘤发生机制的完善、早期诊断及治疗提供新的理论依据。

PinX1作为重要的内源性端粒酶抑制蛋白，已被证实能够直接与端粒酶核心酶Tert及端粒结合因子TRF-1相互作用，并具有潜在性的抑癌基因功能。我们前期实验观察到PinX1在乳腺癌中表达水平明显降低，提示其在可能在乳腺癌发生中有重要作用。本研究构建了PinX1稳定过表达的三株乳腺癌和其它三种肿瘤细胞系，以及PinX1敲减的乳腺非致瘤MCF-10A细胞系，通过体内、外实验证实了PinX1过表达可以抑制乳腺癌等肿瘤细胞的生长，使细胞周期阻滞在G0/G1期，降低乳腺癌细胞体外克隆形成能力及体内成瘤性，减少非整倍体细胞数量，染色体桥接及多极分裂现象。而敲减PinX1表达水平可以促进乳腺非致瘤细胞系MCF-10A细胞的生长，增加S期细胞的数量，增加非整倍体细胞数量、染色体桥接及多极分裂现象。通过染色体光谱核型分析、比较基因组学芯片杂交等方法发现PinX1敲减会导致染色体局部出现较多微缺失、局部扩增（InDel），并引起染色体的融合、异位等基因组不稳定现象，并证实该过程可能与PinX1调控端粒酶活性、端粒长度、维持端粒的稳定性相关。进一步从miRNA表达谱、基因表达谱（包括lncRNA表达谱）、蛋白质谱层面，筛选出了PinX1调控的相关分子，构建了以PinX1为核心的肿瘤发生分子调控网络，发现PI3K-AKT/mTOR通路、JAK-STAT通路、MAPK通路等可能为PinX1下游的主要效应通路，为阐述PinX1在肿瘤发生中作用的分子机制提供了理论依据。此外，筛选并验证了PinX1相关分子HerC4, 可作为乳腺癌潜在性分子标志物，用于早期诊断、疗效预测、以及分子靶向药物研究。