NNK诱导胰腺癌发生的研究：LncRNA LINC00857-Wnt/β-catenin通路改变腺泡命运

Epidemiological data showed that smoking is one of the most important risk factor which causes pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC), but the underlying mechanism remains unclear. Acinar-ductal metaplasia (ADM) as an early precancerous pathological change emerges before PanIN, and correlate with the activation of Wnt/β-catenin pathway. Previous studies of our team found that NNK from cigarette significantly induced the acinar cells to experience ADM and PanIN, and accompanied with the activation of LncRNA LINC00857-Wnt/β-catenin pathway. Therefore, we speculate that NNK could induce the “reprogramming” of acinar cells and initiate the malignant transformation of ADM–PanIN–PDAC. The NNK could influence cell fate through activating LncRNA LINC00857-Wnt/β-catenin pathway and cause PDAC eventually. Our studies will be performed in three levels of clinical pathology, cell biology and transgenic animals. To prove the hypothesis, a variety of technology would be applied, including laser confocal microscopy, molecular biology technology, 3D cell culture model, cell lineage tracing, mass spectrometric analysis; small animal imaging technology and so on. This important research will help us to explore the carcinogenic effect of cigarette on the malignant transformation from ADM to PDAC, clarify the molecular mechanisms of it and provide new insights and theory for prevention and treatment of PDAC.

流行病学数据显示，吸烟是胰腺癌（PDAC）的重要诱发因素，但其机制尚不明确。胰腺癌早期事件始发于腺泡-导管化生（ADM），课题组前期发现烟草中主要致癌物NNK明显促进动物胰腺ADM和PanIN发生，并伴随LncRNA LINC00857-Wnt/β-catenin通路异常激活。因此我们推测：NNK激活腺泡细胞LncRNA LINC00857-Wnt/β-catenin通路，促使腺泡细胞“重编程”，启动ADM–PanIN–PDAC的连续性恶性转化，最终导致胰腺癌发生。为证实该假说，我们从临床病理、体外细胞、转基因动物三个层次，采用激光共聚焦、分子生物学、3D细胞培养、细胞谱系示踪、质谱分析、小动物成像等技术，解析NNK诱发胰腺ADM的作用方式，探究LINC00857-Wnt/β-catenin通路在NNK诱导胰腺恶性转化中的作用，从而阐明吸烟和胰腺癌发生的具体机制，为胰腺癌防治提供新的思路。

背景：胰腺癌恶性度极高，发现时多属于中晚期，患者丧失手术根治性切除机会，加之胰腺癌对放、化疗多不敏感，导致患者临床预后极差，患者5年生存率不足11%。吸烟是目前唯一被证实的、与胰腺癌发生密切相关的致病危险因素，NNK是烟草中代谢物中较强的致癌物质，然而关于NNK导致胰腺癌发生的体内外证据及其致病机制仍不明确。长链非编码RNA（LncRNA）是一类具有多种生物学活性的非编码RNA，其被认为在肿瘤发生发展等多方面发挥着关键效应，我们前期研究表明，NNK能促进慢性胰腺炎组织和癌组织高表达LINC00857，LINC00857与胰腺癌的恶性生物学行为密切相关。因此，我们提出假设：烟草致癌物NNK通过促进LINC00857加速胰腺癌发生发展。.方法：为顺利开展研究，本实验借助胰腺癌转基因动物模型、腺泡细胞体外3D培养、星状细胞的提取培养等研究模型，利用自噬双标腺病毒、免疫共沉淀、双荧光素酶报告基因、蛋白阶段实验等分子生物学手段，从临床、体内、体外三个方面揭示烟草代谢物NNK在胰腺癌发生与进展中的促进作用，及此过程中NNK下游分子LINC00857所扮演的关键角色，明确吸烟在胰腺癌发生、发展中的具体机制。.结果：NNK生物学效应部分：烟草致癌物NNK在体内外促进胰腺癌癌前病变的形成生长和胰腺癌肿瘤间质纤维化、NNK通过促进胰腺癌细胞自噬增强其干性和化疗抵抗能力、NNK促进胰腺癌细胞侵袭迁移（体外）和肿瘤生长转移（体内）。LINC00857生物学效应部分：NNK促进慢性胰腺炎和胰腺癌组织与细胞LINC00857的表达、LINC00857在胰腺癌组织高表达且与胰腺癌不良预后密切相关、胰腺癌关键致癌分子突变p53蛋白促进LINC00857的在胰腺癌组织中的高表达、LINC00857通过提升FOXM1的蛋白水平促进胰腺癌细胞上皮间质转化及侵袭迁移、LINC00857通过招募OTUB1抑制泛素蛋白酶体降解提升FOXM1蛋白水平、LINC00857可充当OTUB1和FOXM1的交联支架。.结论：我们的研究表明，烟草致癌物NNK是一种强效的胰腺癌促进因子，其致癌作用与其诱导细胞的自噬及后续的干性增强密切相关，LINC00857亦是NNK促胰腺癌的关键下游分子，其促肿瘤效应主要通过提升FOXM1的蛋白水平来实现。