抑癌基因CMTM3在胃癌中的作用机制研究

CMTM (CKLF-like MARVEL transmemberane domain-containing family) is a novel gene family reported by the applicant. CMTM3 is one member of the family. It is located at the tumor suppressor locus 16q22.1. CMTM3 was reduced or silenced by promoter methylation in primary gastric cancer tissues and cell lines. The prognosis of gastric cancer patients with CMTM3 expression was better than those without its expression. Restoration of CMTM3 significantly inhibited migration and invasion of gastric cancer cells and decreased the expression and activity of MMP2 and the phosphorylation of ERK1?2. The above results were published in Cancer Res, Cancer Sci. In this project, we will investigate the key functional domain of CMTM3, identify its interacting proteins and their function, and analyze its role in the development of gastric cancer using shRNA and Cmtm3 conditional knockout mice. In summary, this project is original and feasible with solid preliminary work, which will contribute to the function and mechanism of MARVEL domain containing proteins and the pathogenesis of gastric cancer.

CMTM是申请者在国际上首次报道的新基因家族，CMTM3是其成员之一，定位于抑癌基因富集区域16q22.1。CMTM3在原发性胃癌组织和胃癌来源的细胞系中表达下调或缺失，其启动子区存在甲基化修饰，CMTM3阳性表达患者的生存预后显著优于阴性表达者。在胃癌细胞系中恢复其表达，可以显著抑制细胞迁移和侵袭，降低ERK1/2的磷酸化，抑制MMP2的表达及活性。相关结果发表于Cancer Res、Cancer Sci。本项目将进一步研究CMTM3发挥功能的关键结构域；明确CMTM3的相互作用蛋白及其功能；通过shRNA和Cmtm3条件性敲除小鼠，研究其在胃癌发生中的作用机制。总之，本项目前期工作基础扎实，创新性强，延续性好。其顺利进行，有助于深入了解MARVEL结构域蛋白的功能和作用机制；促进胃癌的发病机制研究。

CMTM是课题申请人于2003年在国际上首次报道的新基因家族，在人类，该家族包括9个基因，即CKLF和CMTM1-8。CMTM3是其成员之一，定位于抑癌基因富集区16q22.1。前期结果证明CMTM3可以作为胃癌的独立预后因子。然而，CMTM3的生理功能及抑癌机制尚不明确。.本项目通过shRNA稳定敲减CMTM3的表达，发现敲减CMTM3对胃癌细胞的增殖能力无明显作用；但可以显著促进胃癌细胞的迁移、侵袭能力；促进MMP2表达、活化并促进EMT：下调E-cadherin、上调N-cadherin、Vimentin及转录因子Twist1的表达；利用小鼠腹膜扩散模型研究发现，敲减CMTM3促进胃癌细胞的体内扩散能力；信号通路研究发现敲减CMTM3增强p-Jak2/STAT3及p-Erk1/2，而对p-Akt无明显作用；用Jak2/STAT3信号通路抑制剂JSI-124、STAT3或Twist1的siRNA处理细胞，均可以逆转由敲减CMTM3引起的EMT及细胞迁移能力的增加。以上结果说明，敲减CMTM3通过STAT3/Twist1/EMT通路促进胃癌转移。.EGF是引发EMT及活化STAT3信号通路的关键分子，其受体EGFR的过量表达参与胃癌的转移，并与胃癌的不良预后密切相关。因此，我们对其表达、转运及信号转导进行了深入探讨，发现在胃癌细胞中，CMTM3明显抑制EGF刺激后的p-STAT3水平、抑制EGF介导的细胞迁移能力；CMTM3促进EGFR降解；其与早期内体标志物Rab5、EEA1存在明显共定位；Co-IP实验进一步证明CMTM3与Rab5存在相互作用；更重要的是，CMTM3明显促进Rab5活性；沉默Rab5能够逆转由于过表达CMTM3导致的EGFR蛋白量减少及EGF介导的细胞迁移能力的下降；CMTM3的C端是其发挥抑癌功能的关键结构。综上所述，我们发现CMTM3通过STAT3/EMT/Twist1信号通路抑制胃癌的转移；通过促进Rab5活性，促进EGFR降解，抑制EGF介导的胃癌细胞的迁移能力。CMTM3作为新的Rab5活性调节分子，可能成为EGFR相关肿瘤治疗和预后分析的新靶标。相关研究发表于Oncotarget（2016 May 17;7(20):29507-19）和Cancer Lett.（2017 Feb 1;386:77-86）。