TRAIL受体DR5核转移促进胃癌转移的功能与机制研究

TRAIL initiates apoptotic signals via binding to cell surface death receptor 5 (DR5). However, little is known about the molecular function of nuclear DR5. Our previous work has shown that high level of nuclear DR5 expression was positively correlated with lymphovascular invasion, lymph node metastasis, TNM stage and poor prognosis in gastric cancer patients. In vitro experiments further revealed that DR5 knockdown declined migration of gastric cancer cells. We hypothesized that DR5 modulated tumor biological behaviors depending on its subcellular location. We assumed that DR5 might regulate cell migration through importinβ1-mediated nuclear translocation. In this study, we will further explore the clinical significance of nuclear DR5 expression, and the role of nuclear DR5 in the regulation of metastatic characteristics and its molecular mechanisms. This might provide new clues of molecular mechanisms and therapeutic strategy on gastric cancer.

死亡受体DR5表达于肿瘤细胞膜表面，可以与肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体（TRAIL）结合诱导肿瘤细胞凋亡，但关于DR5在细胞核内的表达及功能尚未明确。我们前期研究发现：DR5在胃癌细胞核内高表达，与患者脉管癌栓、淋巴结转移、TNM分期以及预后不良呈正相关，体外实验敲低DR5分子可以抑制胃癌细胞转移。基于此我们提出科学假说：DR5在胃癌中具有“双刃剑”作用，其生物学功能与亚细胞定位相关，DR5通过importinβ1介导进入细胞核内，促进胃癌细胞侵袭转移。本研究将在前期工作基础上，①通过胃癌临床标本免疫组化分析DR5核表达与胃癌患者临床病理参数及生存预后的关系；②通过体内、体外试验明确DR5分子促进胃癌细胞侵袭转移作用；③验证并干扰核转运蛋白importinβ1与DR5的相互作用，阻断DR5向核内运输过程，探索细胞核内DR5对胃癌细胞侵袭转移的调控作用及其潜在分子机制。

既往观点认为TRAIL受体DR5表达于肿瘤细胞膜并参与介导细胞凋亡，而对DR5在肿瘤中的非凋亡作用研究尚少。本项目重点分析论证了DR5在胃癌中具有促转移功能及其机制。研究分为三个部分。第一部分，分析DR5在胃癌中的表达及临床意义。通过对胃癌患者组织进行免疫组化检测发现，DR5表达于细胞质、细胞膜、细胞核。DR5高表达与淋巴结转移、脉管癌栓、TNM分期呈正相关，且DR5高表达是胃癌患者预后不良的独立危险因素。第二部分，通过体内体外实验论证了DR5具有促进胃癌细胞侵袭转移的生物学功能。我们构建了DR5干扰细胞株，通过细胞划痕、Transwell穿膜、基质胶侵袭实验，发现干扰DR5表达后胃癌细胞侵袭转移能力减低。体内实验通过肿瘤细胞尾静脉注射小鼠肺转移动物模型进一步证实，DR5敲除组与对照组相比，肺转移发生率减低，提示DR5分子在胃癌中具有促转移功能。第三部分，探讨DR5促转移的潜在分子机制。我们发现，DR5促转移功能主要与细胞核内定位的DR5分子相关。我们通过免疫荧光染色和western blot方法检测了细胞核内DR5的表达情况。免疫共沉淀实验显示DR5与核转运蛋白importinβ1存在相互作用关系。通过RNA干扰敲低importinβ1后，DR5在胃癌细胞核中的表达明显下调。importinβ1介导分子入核主要通过识别货物蛋白核定位信号（NLS）。我们构建了NLS突变细胞株，通过免疫荧光染色及免疫共沉淀实验，证实阻断importinβ1与DR5的相互作用后DR5核转移过程受抑制。功能实验显示，NLS突变胃癌细胞侵袭转移能力下降，提示importinβ1介导的DR5核转移参与胃癌细胞转移过程。此外，本研究还探索了地西他滨对死亡受体表达的调控。发现地西他滨对DR4而非DR5具有上调作用。联合使用地西他滨和TRAIL，能提高TRAIL耐药胃癌细胞株的肿瘤杀伤作用。综上，我们的研究发现importinβ1介导DR5核转移具有促进胃癌细胞转移的作用，为基于DR5的靶向药物治疗提供了新思路。