RSPO2通过ERK/JNK通路调节肠癌转移的分子机制研究

R-spondins are a novel family of Wnt activators discovered in recent years. Given the crucial role of canonical Wnt signaling in tumorigenesis, R-spondins have been considered as potential oncogenes. Previously, we reported that one of the family members, R-spondin-2 (RSPO2), functions as a tumor suppressor in human colon cancer and RSPO2 interacts with LGR5 to create a negative feedback loop of Wnt/β-catenin signaling that exerts a net growth-suppressive effect on colon cancer cells (Nature Communications, 2014). In the follow-up study we found that RSPO2 suppresses colon cancer metastasis and this inhibition is independent of canonical Wnt/β-catenin signaling. To fully understand the mechanisms involved in this process, further investigations will be undertaken to i) clarify the roles of RSPO2 protein in colon cancer metastasis both in vitro and in vivo and evaluate its potential for preclinical research; ii) elucidate the mechanism of RSPO2 regulating colon cancer metastasis through ERK/JNK pathway; iii) illuminate the regulatory function of RSPO2 in noncanonical Wnt/β-catenin signaling; and iv) confirm whether RSPO2 can regulate colon tumorigenesis and development via EGFR/Ras pathway. The findings of this study will shed a new light on the mechanics of Wnt signaling and may also provide novel targets for colon cancer therapy.

R-spondins是近年来发现的一类新的Wnt信号激活蛋白。因其对经典Wnt/β-catenin通路的激活作用被认为是潜在原癌基因。之前我们已经报道该家族的RSPO2蛋白在肠癌形成中起到抑癌基因的作用，RSPO2与LGR5相互作用形成负反馈机制抑制Wnt/β-catenin信号。进一步研究中我们发现RSPO2还具有不依赖于经典Wnt/β-catenin的抑制肠癌转移侵袭的能力。本项目将对此进行深入研究，以期：①在体内外确定RSPO2蛋白对肠癌转移扩散能力的影响，评估将其用于临床前研究的可能性；②阐明RSPO2以ERK/JNK为主要通路影响肠癌转移的分子机制；③确定RSPO2对非经典Wnt信号通路的影响并揭示相关作用机制；④确定RSPO2是否可通过调控EGFR/Ras通路影响肠癌发生发展。后续研究结果既对Wnt信号通路的研究具有重要理论意义，也将为肠癌治疗研究提供新靶点。

R-spondins通过调节Wnt/β-catenin信号在发育、干细胞存活和肿瘤发生中起着重要作用；然而，R-spondins对非经典Wnt信号的调控及其肿瘤中的作用还不清楚。本项目中我们发现RSPO2对结直肠癌（colorectal cancer，CRC）细胞迁移、侵袭和转移具有抑制作用；结直肠癌患者RSPO2表达降低与肿瘤转移和生存率低下有关。分子机制研究证实RSPO2的肿瘤转移抑制活性与Wnt/β-catenin信号通路无关，但依赖于Fzd7介导的非经典Wnt信号通路。RSPO2和Fzd7的物理相互作用通过ZNRF3介导的泛素化增加了细胞表面Fzd7的降解，导致下游PKC/ERK信号级联的抑制。在晚期转移CRC中，Wnt5a通过阻止Fzd7的降解促进CRC细胞迁移，RSPO2通过阻断Wnt5a与Fzd7受体的结合从而对抗Wnt5a驱动的非经典Wnt信号通路激活和肿瘤细胞迁移。我们的研究揭示了一种新的RSPO2/Wnt5a竞争性的调控细胞迁移和侵袭的非经典Wnt信号机制，提示RSPO2蛋白可以作为Wnt5a/Fzd7驱动的侵袭性CRC肿瘤的潜在治疗靶点（相关结果发表在Cancer Letters，2017年8月）。本项目工作中，我们还拓展研究了RSPO2在卵巢癌中的作用，发现RSPO2在卵巢癌中能够增强肿瘤形成和转移的能力，发挥促癌基因功能。RSPO2在卵巢癌中的促癌功能与Wnt信号途径无关，而是通过激活Src/Akt通路活性来实现的。进一步的分子机制研究揭示RSPO2与细胞膜上LGR4形成复合体后可特异性结合Src，从而招募胞内Src到细胞膜上重新定位，导致Src磷酸化以及下游Akt激活。此部分原创性发现为卵巢癌的基础和治疗研究提供了一个新靶点，具有重要科学意义（相关SCI论文正在撰写过程中）。另外，本研究中我们还发现了ATM基因在结直肠癌生长中的新功能， 证实ATM并不是起到之前广泛认同的抑癌基因的作用，而是发挥促癌基因的功能。ATM通过B56γ2影响PP2A介导的Chk1/p53/p21/CD44信号通路，从而影响肿瘤生长和转移（相关结果已发表在Cancer Letters，2017年4月）。