鼻咽癌易感基因TNFRSF19致癌分子机制研究

Nasopharyngeal carcinoma (NPC) is a malignant tumor prevalent in South China. Although the genetic susceptibility and the infection of Epstein-Barr virus(EBV) have implicated in the etiology of NPC, the underlying machenism is unclear. Dissceting the casual gene and the corresonding machenisms that contribute to NPC would be essential for the identifying the biomarkers for the diagnosis and the therapy of NPC, and for improving the treatment and thus better outcome. Through a genome-wide association study, we recently identified a novel susceptiblity gene, TNFRSF19, to be associated with NPC risk (Nat Genet, 2010), however, the mechanism involved in NPC has yet to be studied. Among limited functional investigations for TNFRSF19, it was reported as a member of TNF receptor family and is shown with ability to promote tumor growth. Meanwhile, LMP1 as EBV-encoded oncogenic protein is grouped to the same family, and shares similar structure with TNFRSF19. Here, this study aims to characterize the correlation of TNFRSF19 and NPC, and its functions implicated in NPC, and further the related signaling pathways and its interactions with LMP1, thus which will reveal the molecular machenisms underlying the contribution of TNFRSF19 to NPC development. The findings may provide insights to the biomarker screening for early diganosis, prognosis and targeted therapy of NPC as well as the development of novel diagnostic and therapeutic strategies for NPC.

鼻咽癌是我国华南地区高发的恶性肿瘤。遗传易感性和EB病毒与鼻咽癌密切相关，但其致病机制仍有待研究。明确鼻咽癌致病重要基因及其分子机制，对发现诊治标志物、改善鼻咽癌诊治手段和疗效，具有重大意义。本课题组在全基因组水平筛选并定位了一个新的鼻咽癌易感基因TNFRSF19（Nat Genet, 2010)；然而，该基因在鼻咽癌的致病机理尚未明确。在为数不多的研究中，已有报道指出该基因属于TNF受体超家族（TNFRSF），能够促进肿瘤细胞生长；同时，LMP1是EB病毒编码的致癌基因，同样属于该超家族，具有相类似的结构。因此，本课题拟以鼻咽癌为对象，明确易感基因TNFRSF19的致病相关性及其致癌能力，进一步研究其调控细胞凋亡的信号通路及其与LMP1的相互作用，揭示该基因参与鼻咽癌发生发展过程的分子机制，为筛选可用于鼻咽癌早诊、预后分析以及靶向治疗的分子标记物、研发新的诊疗手段，提供必要的理论基础。

鼻咽癌是高发于我国华南地区的恶性肿瘤，其发生发展涉及遗传、病毒感染和环境危险暴露等多因素、多步骤的复杂过程。我们研究团队前期通过全基因组关联分析明确了鼻咽癌的遗传易患性，发现包括TNFRSF19等重要易感基因，然而，其致病机制尚未明确。TNFRSF19是肿瘤坏死因子受体超家族的成员之一，但其在肿瘤中功能和分子机制研究较少。本课题首次针对TNFRSF19在鼻咽癌的生物学功能和致病机制进行了较为系统深入的研究。本课题的主要研究内容包括：（1）检测TNFRSF19在鼻咽癌组织和细胞系表达情况，分析其与鼻咽癌发生发展的相关性；（2）分别利用鼻咽癌细胞模型、裸鼠成瘤模型，研究TNFRSF19的致癌能力；（3）研究TNFRSF19调控鼻咽癌细胞的相关信号转导通路。通过本课题实施，我们首先制备了高特异性的TNFRSF19抗体并检测TNFRSF19蛋白在鼻咽癌组织和细胞系中的表达情况，明确了TNFRSF19基因高表达与鼻咽癌的相关性；进一步，我们利用细胞和小鼠模型证实敲除TNFRSF19降低鼻咽癌细胞成瘤能力，说明其具有一定的致癌作用；进而，通过串联亲和纯化连用质谱方法，发现TNFRSF19结合TGFβRI，通过细胞模型、基因敲除小鼠模型等，明确TNFRSF19过表达能够抑制TGFβRI和下游Smad2蛋白的结合，抑制TGF-β诱导的p21和PAI-1表达上调，抑制下游蛋白Smad2和p38磷酸化，也抑制Smad2蛋白入核。这些结果表明，TNFRSF19能够参与TGF-β通路调控网络，抑制其信号通路介导的生长抑制效应。此外，鼻咽癌组织中EB病毒DNA拷贝数与患者预后不良有关，提示TNFRSF19与EB病毒相互作用可能与鼻咽癌发生发展相关，研发了EB病毒序列捕获测序技术，以期明确关键的鼻咽癌特异EB病毒并研究TNFRSF19与EB病毒编码基因相互作用。.总而言之，我们首次提供生物学证据，说明TNFRSF19参与鼻咽癌发生发展的过程，充分证实了鼻咽癌遗传易感性研究结果；首次揭示TNFRSF19可能通过直接结合TGFβRI并调控TGF-β信号通路相关基因发挥其功能，为后续针对TNFRSF19和TGF-β相关通路研发应用于鼻咽癌诊治相关靶点提供理论依据；TNFRSF19基因敲除动物模型的建立，为后续研究遗传因素、EB病毒感染和环境暴露等多因素及其相互作用对鼻咽癌致癌机制提供重要基础。