EPAS1低氧反应通路参与高原低氧环境下胃癌发病机制研究

Studies from Tibet and our research group shows that gastric cancer incidence at the plateau was high and the young people proportion was higher than the plain, the susceptibility genes were also different from the plain. The hypoxia may cause gastric mucosa damage and it maybe is related to the gastric cancer onset at the plateau. Recently, our research staff found further that the most significantly different SNP of the plateau crowd occurred in the EPAS1 gene through whole genome microarray scanning. EPAS1 belongs to the hypoxia-inducible factor family, and hypoxia can promote up-regulation expression of EPAS1. EPAS1 has a strong promoting effect on tumor growth and proliferation. Therefore, we hypothesized that plateau hypoxia may induce gastric mucosal damage and is related to gastric carcinogenesis, EPAS1 hypoxia pathway plays an important role in it. This study intends to study the plateau and plain gastric cancer patients and normal people, analysis the protein expression differences on hypoxia pathway with EPAS1 involvement at gastric cancer at the plateau by mass spectrometric, research the changes of hypoxia pathway expression and transcriptional activity of EPAS1 in gastric cancer cell lines in normoxic or hypoxic environment. Further observing the related gene and protein expression influences in normoxic or hypoxic environment and the tumorigenicity in nude mice under EPAS1 overexpression or silencing by gene transfection or RNAi in vitro and nude mous. This study will puts forward a experiment basis for the molecular mechanism of EPAS1 participating gastric carcinogenesis at the plateau, and provide new strategies for gastric cancer clinical diagnosis and treatment at the plateau.

西藏及我课题组发现高原地区胃癌高发，年龄较平原提前2～10岁，且易感基因与平原存在不同。研究表明高原低氧环境及基因改变可引起胃粘膜损害并可能与胃癌发病相关。最近，课题组人员进一步通过GWAS发现世居高原人群最显著的SNP差异发生在EPAS1基因。EPAS1是缺氧诱导因子家族成员，低氧能上调其表达，EPAS1在肿瘤的增殖、生长中发挥重要作用。因此，我们推测：高原缺氧可引起胃粘膜损害并与胃癌发病有关，EPAS1低氧通路在其中发挥重要作用。本研究拟在高原和平原地区胃癌和正常人群，以质谱分析高原地区胃癌EPAS1参与低氧通路的表达差异，以胃癌细胞系研究常氧、缺氧环境下EPAS1表达、转录活性及低氧通路的变化，进一步分别过表达及RNAi沉默EPAS1后观测对转录活性、低氧通路及细胞生物学特性的影响，并以裸鼠研究成瘤性，为EPAS1参与高原地区胃癌发病的分子机制提出依据，为高原地区胃癌诊治提供新策略。

EPAS1在肿瘤的增殖、生长中发挥重要作用，低氧通路可能在高原地区胃癌中发挥重要作用。本课题在原计划书中增加一些内容：1）为明确高海拔对胃癌预后的影响，增加对青海三家医院及中国医学科学院肿瘤医院R0术后胃癌病理特征及预后分析；2）增加EPAS-1参与胃癌耐药及机制研究。研究内容共包括4部分。1）高原地区和平原地区R0术后胃癌临床病理特征及预后差异研究：地理因素在胃癌的发生和预后中起着重要作用。我们开展多中心研究的结果显示：高原地区R0术后胃癌患者患病年龄较平原地区更小，而且这种年龄差异仅存在于非贲门癌；非贲门癌比例高；病理分期与性别无差异。高原地区非贲门术后患者预后较平原地区差。高原被确定为非贲门胃癌的重要预后因素，且独立于其它所有预后因素。高原可能在非贲门癌发病及发展中起一定作用。2）高原人群胃癌靶向蛋白分子标志物筛选与鉴定：目前国内外关于高原地区胃癌发病研究很少，探索高原地区特异性标记物具有重要意义。课题收集高原（青海大学附属医院）和平原（山东省烟台市中心医院）地区胃癌配对组织样本各 10例，以iTRAQ，Western-Blot对高原人群胃癌组织进行定量验证，从而寻找高原地区胃癌相关的肿瘤标记物。结果共鉴定到2939个蛋白质组，后续进行显著性差异分析选取出4个肿瘤通路相关蛋白，但均未发现高原地区特异性胃癌蛋白。3）EPAS-1参与胃癌发病和耐药及其机制研究：虽然目前已有许多研究表明EPAS-1参与肿瘤发展，但其在胃癌具体机制仍然不明。另外， EPAS-1参与胃癌耐药机制尚未见报道。本部分结果显示：EPAS-1在胃癌高表达并与胃癌预后不良相关，EPAS-1/可以促进BGC-823胃癌细胞生长，并且EPAS-1可以与PXR相互作用，调节多个参与多药耐药基因的转录。EPAS-1促进胃癌细胞体内外增值。4）EPAS-1参与胃癌发病机制研究：EPAS-1在肿瘤发生中起着重要作用，但是目前EPAS-1参与胃癌发病机制仍然不明。我们在胃癌细胞系过表达EPAS1，并在低氧状态下研究，结果表明：EPAS1 过表达刺激TGF-α，c-myc和 cyclin D1蛋白表达，参与胃癌病理过程的机制。