MAF1基因在肝癌发生发展中的作用机制及临床应用研究

HCC is the second leading cause of cancer related deaths in China and a major public health issue. Because the molecular mechanisms of HCC remain poorly understood and the therapeutic treatment options are limited, the prognosis of patients with HCC is very poor. There is an urgent need for new molecular targeted therapies for this cancer. mTOR signal over activation is closely correlated with cancer development. It is an important target for tumor therapy. MAF1 is an important component of mTOR signaling pathway. Our preliminary data show that MAF1 protein is significantly down-regulated in HCC tissues compared with their adjacent normal tissues. In vitro, over-expression of MAF1 suppresses oncogenic growth of HCC. These results suggest a tumor suppressive function of MAF1 in liver carcinogenesis. In this project, we will investigate: 1) the role of MAF1 in HCC tumorigenesis; 2) the mechanism by which MAF1 regulates mTOR signaling; 3) To evaluate the clinical significance of MAF1 expression in the diagnosis and therapy of HCC. If successful, this project can lead to better understanding of the molecular mechanism of mTOR signaling in the pathogenesis of HCC, improved effectiveness of mTOR-targeted therapy and possibly new molecular targets for HCC.

肝癌位居我国恶性肿瘤死亡第二位，严重威胁国人健康，但其发生机制尚不清楚，治疗手段有限，患者预后差。分子靶向药物的发明给肝癌患者的治疗带来新的希望，找到新的肝癌相关分子靶点至关重要。目前发现mTOR信号通路的过度活化与肿瘤的发生、发展密切相关，是肿瘤治疗的一个重要靶点。MAF1是mTOR信号通路中的重要调节蛋白。在前期的研究中，我们发现MAF1在肝癌组织中的表达显著低于癌旁组织。在肝癌细胞株中过表达MAF1基因能抑制肝癌细胞生长。上述结果提示MAF1基因是一个潜在的抑癌基因。基于已有数据，本课题将致力于：1）进一步证实MAF1在肝癌发生和进展中的作用；2）揭示在肝癌中MAF1调控mTOR信号通路的分子机制；3）探讨MAF1基因在肝癌中在临床上诊断及治疗的意义。本项目的开展对深入了解mTOR信号通路在肝癌发病过程中的分子机制具有重要的意义，为提高分子靶向治疗效果及研发新的靶向药物提供新的思路。

在前期研究基础上，我们首先构建了MAF1上调和下调的肝癌细胞株，观察了MAF1对肝癌细胞的生长、转移和侵袭以及对免疫缺陷小鼠成瘤性的影响，阐明了MAF1在肝癌中发挥着一个抑癌基因的作用；在机制研究中，我们发现过表达的MAF1抑制了HCC细胞的AKT-mTOR信号通路，而且在移植瘤的免疫组化测试中，也得到了相应的结果；在IGF-1、胰岛素和血清诱导下，MAF1也能抑制生长激素导致的AKT和S6磷酸化水平；但是，Pol I和Pol III却不能干扰这些生长素诱导下AKT-mTOR信号，提示MAF1不是通过Pol I和Pol III来抑制AKT-mTOR信号。另一方面，MK2206和雷帕霉素只是一定程度抑制，并不能完全消除因MAF1敲降而增长的HCC增殖阐明了MAF1基因调控的下游靶基因及其参与的分子通路，揭示了MAF1基因对肝癌作用的分子机制；与此同时，把过表达和敲降的MAF1的肝癌细胞进行免疫印迹比较，发现过表达的MAF1引起PTEN的增长，其次，利用siRNA敲降PTEN， IGF-诱导下的AKT-mTOR 信号恢复了，并且HCC的增殖和侵袭也增长了；通过转染PTEN荧光素酶质粒进入Hep3B, 利用荧光素酶的表达分析不同区域的PTEN启动子的活性，发现MAF1能结合到PTEN -1344到-1001bp启动子区，并证明了MAF1通过调节组蛋白乙酰化参从而调节PTEN的转录。综上所述，MAF1通过激活PTEN的转录从而隔绝AKT-mTOR信号通路，进而抑制肿瘤细胞的增殖。在临床样本中，我们对146对B型肝炎病毒的阳性肝细胞癌和癌旁正常细胞进行免疫组化检测，发现MAF1的表达程度与癌细胞病情发展相关，生存分析表明，MAF1低表达的患者生存率降低，这对肝癌的预后预测和以AKT-mTOR为靶向治疗法有着重要的意义。我们按照研究计划完成了所有内容，取得了丰硕成果，已发表二篇与MAF1直接相关的SCI论文，并在此基金的资助下，发表了另外9篇标注本基金号的SCI论文。