癌/睾丸抗原MAEL在乳腺癌发生发展中的作用及分子机制

Cancer/testis antigens are a kind of promising targets of cancer immunotherapy and cancer biomarkers.We found that the testis-specific gene MAEL is overexpressed in various cancer tissues. For the first time, we reported that MAEL is a cancer/testis antigen.We also found that overexpression of MAEL gene in breast cell HBL100 promoted cell proliferation and colony formation.In this program, we plan to study the role of MAEL overexpression in the occurrecne and development of breast cancer using nude mouse model and transgenic mouse model.Through detecting the MAEL protein expression in the tumor tissues and sera from breast cancer patients, we investigate if MAEL can be used as a diagnostic and/or prognostic biomarker for breast cancer. Additionally, we have found that MAEL protein is co-localized in a complex with the components of stress granule,while the stress granule is the location of miRNA-mediated translation inhibition and/or mRNA degradation. Therefore, we will use the cell model and transgenic model to study the influence of MAEL protein on the formation of stress granule and to identify the mRNA target regulated by MAEL, in order to investigate the molecular mechanism of carcinogenesis by MAEL.

癌/睾丸抗原是一种很有前景的肿瘤免疫治疗的靶抗原和肿瘤标志物。申请人发现睾丸特异表达基因MAEL在乳腺癌等多种癌组织中高表达，首次报道MAEL是一个癌/睾丸抗原，并发现在乳腺细胞系HBL100中过表达MAEL基因可以促进细胞增殖和克隆形成。本项目拟通过裸鼠成瘤实验和构建在乳腺中特异表达MAEL的转基因小鼠，研究MAEL基因在乳腺组织中异位表达对乳腺癌发生发展的作用。并比较分析人乳腺癌组织和癌旁正常组织、患者和正常人血清中MAEL蛋白表达谱，确定MAEL能否作为乳腺癌的诊断和/或预后标志物。另外，我们发现MAEL蛋白在乳腺癌细胞中与应激颗粒的主要成分形成蛋白复合物，而应激颗粒是miRNA信号途径抑制翻译和/或降解mRNA 的场所。因此，我们还将利用细胞模型和转基因鼠模型研究MAEL蛋白对应激颗粒形成的影响、鉴定MAEL蛋白调控的靶基因，探讨MAEL基因致癌的分子机理。

乳腺癌肿瘤组织标本的Western Blot和免疫组化检测结果表明，MAEL蛋白在癌组织中的表达显著高于癌旁组织。Oncomine癌基因芯片数据库分析也发现，在浸润性乳腺癌、胶质母细胞瘤、胃癌和肺腺癌等癌症的癌组织中MAEL基因的mRNA表达显著高于相应的正常组织。通过Kaplan-Meier plotter分析，我们发现在肿瘤组织中MAEL基因的mRNA表达高的胃癌患者总体生存率显著低于MAEL表达低的患者（HR=1.54，p=0.00012），而肺癌（HR=1.07, p=0.4521）、乳腺癌（HR=0.89, p=0.5317）和卵巢癌（HR=1.02, p=0.8494）患者的肿瘤组织中MAEL基因的mRNA表达水平与总体生存率没有显著性相关。 .构建了定点插入Rosa26位点的MAEL-loxP 转基因小鼠，并将MAEL-loxP转基因小鼠与MMTV-Cre转基因小鼠交配，获得了在乳腺组织中特异性表达MAEL基因的MMTV-MAEL转基因小鼠。 并发现MMTV-MAEL转基因小鼠的乳腺管发育受阻,乳腺管结构稀疏，侧管显著减少，缺少三级和四级管。这些结果与文献报道的癌基因PTHRP转基因小鼠的表型一致。这暗示MAEL与PTHRP有同样的致癌机制，MAEL可能是PTHRP的下游基因。.免疫共沉淀和质谱分析等实验的结果表明，MAEL蛋白可与许多应激颗粒蛋白相互作用；在双氧水诱导下，MAEL蛋白与应激颗粒的标志蛋白PABPC1共定位于应激颗粒中。过表达MAEL显著降低PABPC1的蛋白水平，而干扰MAEL基因的表达，则PABPC1蛋白水平显著升高。定量蛋白组学SILAC实验结果也证实细胞中MAEL蛋白水平与PABPC1的表达呈负相关。进一步研究结果表明MAEL促进PABPC1的溶酶体途径降解。.我们还发现MAEL蛋白与蛋白磷酸酶ILKAP相互作用，并促进ILKAP的溶酶体途径降解，从而激活p38。MAEL过表达可以促进细胞增殖、迁移,而过表达ILKAP或用p38抑制剂处理，则可以抑制MAEL介导的细胞增殖和迁移，这些结果表明：MAEL通过MAEL-ILKAP-p38信号途径发挥致癌作用。.最后，我们筛选并获得三个能有效抑制MAEL基因表达的脱氧核酶。.本项目阐明了MAEL在乳腺癌等癌症中的作用和分子机制，为癌症的诊断和抗肿瘤药物开发奠定了基础。