钙敏感受体介导的不规则钙振荡在调控肺腺癌生长中的作用及机制研究

Recent studies imply calcium-sensing receptor (CaSR) facilitates or inhibits progression of various tumors in a tissue/disease specific way with obscure mechanism. This project is based on the applicant’s previous work and important data from preliminary experiments: CaSR regulates growth of pulmonary adenocarcinoma and induces irregular oscillation of pulmonary adenocarcinoma A549 cell under hypoxia; and irregular oscillation regulates transcriptional activity of downstream genes and therefore affects cellular biological behaviors. In this project, we aim at the new area being of potentially great value but ignored by now in the mechanism research about tumor growth, choosing pulmonary adenocarcinoma which shows a high incidence in China as subject investigated, applying the rule and research strategy for how irregular oscillation regulating cellular behaviors established by the applicant, to systemically and completely study the underlying mechanism about CaSR-mediated irregular oscillation regulating growth of pulmonary adenocarcinoma, and hopefully propose new theory involving CaSR signal transduction in tumors: CaSR-mediated irregular oscillation activates different transcription factors (including oncogene/anti-oncogene) and therefore regulates tumor cell growth. This will be the first effort in exploring the significance of irregular oscillation in tumor biology, and will be expected to provide new insight into the mechanism, prophylaxis and treatment about pulmonary adenocarcinoma and other related tumors.

近年研究提示钙敏感受体以组织/疾病特异性方式促进或抑制多种肿瘤的进展，但机制不明。本项目基于申请人重要的预实验结果(钙敏感受体调控肺腺癌生长且介导缺氧状态下肺腺癌细胞的不规则钙振荡)和前期的研究基础（不规则钙振荡通过其动力学参数调控下游基因的转录并进而影响细胞的行为），针对肿瘤生长机制研究中具潜在重要性而有待开拓的新领域，以我国高发的肺腺癌为研究对象，运用申请人新近揭示的不规则钙振荡调控细胞生物学行为的规律及所创立的研究策略，系统完整地研究钙敏感受体介导的不规则钙振荡调控肺腺癌生长的机制。本项目有望就钙敏感受体在肿瘤生长中的信号转导作用提出新的理论认识：钙敏感受体介导的不规则钙振荡因动力学参数的不同活化不同的转录因子（包括癌基因/抑癌基因），从而调控肿瘤细胞的生长。本项目的实施将是人们首次探讨不规则钙振荡在肿瘤生物学中的意义，可望为肺腺癌和相关肿瘤恶性进展的机制研究及防治策略提供新的认识。

近年来的研究表明钙敏感受体调控肿瘤的生长，但在不同的肿瘤中作用及可能的机制有很大不同，而钙敏感受体在肺腺癌生长中的作用及机制均不清楚。因此本项目旨在探讨钙敏感受体对人肺腺癌生长的影响及可能的机制。通过对51例人体肺腺癌样本的免疫组化检测及其与一些重要的病理学参数相关性分析，结果表明钙敏感受体在人体肺腺癌细胞中可表达于细胞膜、细胞质，甚至细胞核，其蛋白表达水平与肺腺癌细胞增殖指数及恶性程度分级呈负相关。在体外实验肺腺癌A549细胞中，通过钙敏感受体激动剂cinacalcet、拮抗剂NPS2143或钙敏感受体干扰质粒shRNA-CaSR转染调节钙敏感受体的活性后观察其对细胞生长的影响，我们的数据进一步表明，在体外，钙敏感受体也发挥抑制肺腺癌A549细胞增殖的作用。通过皮下注射未改变/改变钙敏感受体活性的A549细胞建立裸鼠移植瘤模型，实验结果证实了钙敏感受体在体内抑制肺腺癌生长的功能。分子学上，Western Blot显示钙敏感受体正性调节糖原合酶激酶3β的活性，并下调Cylin D1的表达。在功能实验中，我们通过转染显性负突变型质粒使糖原合酶激酶3β失活，结果发现在肺腺癌A549细胞中钙敏感受体的生长抑制作用被阻抑，而转染持续激活型质粒上调糖原合酶激酶3β的活性，则增强钙敏感受体的生长抑制作用。上述结果提示在人肺腺癌中，钙敏感受体具有抑制肿瘤生长的作用，而且至少是部分通过CaSR/GSK3β/Cyclin D1途径。进一步的实验发现，钙敏感受体介导肺腺癌细胞的不规则钙振荡，后者可通过其不同的动力学参数调控下游不同基因的转录激活，这为解释钙敏感受体在不同肿瘤中作用及机制的多样性提供了新的理论基础，并可望为肺腺癌和相关肿瘤恶性进展的机制研究及防治策略提供新的认识。