核纤层蛋白PRR14在乳腺癌发生发展中的作用研究

Cancer is considered to be one of the most prevalent and fatal disease worldwide(1).Lamina components are frequently found differentially expressed between cancerous tissue and its healthy counterpart to facilitate cancer development and progression.PRR14, a new component of lamina, is found to be increased in various types of cancer, especially in breast cancer. But we have known little about its function. On the basis of data mining results and our previous data, we would like to detect and compare PRR14 expression level between breast cancer and its healthy counterpart to prove that PRR14 expression is significantly enhanced in breast cancer. And we would like to monitor cell proliferation and cancer formation to show the influence of increased PRR14 expression on breast cancer formation. In addition, clinical data shows that decreased expression of CHEK2, a tumor suppressor gene, is correlated with PRR14 overexpression in breast cancer. We would like to validate the result, try to understand its underlying mechanism and its role in breast cancer formation. This project will deepen our knowledge of PRR14 and lamina as well as the mechanism of breast cancer formation, which will help us prevent and cure the disease in the future.

癌症是全球发病和死亡的主要原因。核纤层组成蛋白在癌症组织中表达异常并促进其发生发展屡有报导。数据分析显示，核纤层新组分PRR14基因在包括乳腺癌的多种肿瘤中表达显著增加，但是我们对于它与肿瘤的关系确所知甚少。 本课题希望直接比较PRR14基因在乳腺癌及其正常组织中的表达水平，以第一手数据验证数据分析的结果，并初步建立PRR14基因表达水平与乳腺癌分类、进展、治疗或预后的关系；此外，分别在细胞和动物个体水平检测PRR14表达水平的改变对于乳腺癌发生发展的影响。临床数据分析表明PRR14基因表达上调导致抑癌基因CHEK2蛋白的减少，本课题希望能够验证这一结论，并探讨PRR14调节CHEK2蛋白的分子机制以及这一信号通路在乳腺癌发生发展中的作用，进一步了解PRR14基因以及核纤层这一特殊细胞结构的功能，加深对于乳腺癌发生发展分子机制的了解，并为其临床防治提供理论指导和新靶点。

鉴于前期的数据分析显示：核纤层蛋白PRR14在多种肿瘤中表达增高，但是我们对于该蛋白的功能却知之甚少，本项目重点探索PRR14基因在乳腺癌发生发展中的作用。肿瘤基因组数据库分析表明，PRR14在乳腺癌中存在基因扩增；通过比较肿瘤和癌旁组织的表达（包括mRNA和蛋白），PRR14基因在乳腺癌中表达增加得到验证。随后的体内体外实验均表明，PRR14基因表达上调促进乳腺癌细胞的生长和成瘤。信号通路分析显示，PRR14在乳腺癌中表达增加能够像在肺癌中一样增加PI3-kinase/Akt/mTOR信号通路的活性，从而促进肿瘤的发生发展，我们在随后的生化分析中验证了这一结论；此外，通过细胞流式分析，我们进一步验证PRR14基因在乳腺癌中还具有调节细胞周期的功能，它通过抑制乳腺癌重要抑癌基因CHEK2的表达和活性调节多个细胞周期检查点和DNA损伤信号通路, 从而对于细胞周期具有多重调节作用。由于常规乳腺癌化疗药物是通过抑制细胞周期的正常进行，由有效的细胞周期检查点机制促进细胞死亡，细胞周期检查点功能异常势必影响患者对于化疗药物的反应。比较乳腺癌患者的无复发生存期数据发现：与我们的结果一致，虽然接受内分泌疗法的乳腺癌患者预后几乎不受PRR14基因表达的影响，但该基因的表达水平显著影响乳腺癌患者对于化疗的反应。PRR14高表达患者接受化疗，与CHEK2低表达患者类似，由于细胞周期检查点机制异常， 肿瘤细胞不能被有效杀死，无复发生存期明显短于PRR14低表达患者。综上所述，我们的研究首次在乳腺癌中探索PRR14的功能，再一次验证了PRR14具有激活PI3-kinase/Akt/mTOR信号通路的功能，并且首次提出PRR14通过抑制CHEK2信号通路调节细胞周期，从而对乳腺癌患者接受化疗的预后产生影响。 这也为PI3-kinase/Akt/mTOR和CHEK2这两个重要肿瘤相关信号通路的相互作用提出了新的机制。