食管癌新候选抑癌基因DIRAS1的分子抑癌机制及其临床肿瘤学意义研究

食管癌的发生发展是一个涉及多因素、多阶段、多基因变异累及相互作用的复杂过程。最近，我们从食管癌细胞染色体的19p 13.3区段筛选和确定了一个新的与食管癌相关的抑癌基因DIRAS1，并从功能上初步证实该基因具有潜在的抑癌基因作用。然而，DIRAS1基因在食管癌中的分子致癌特征目前还很不清楚。.本项目拟首先应用基因转染技术，观察DIRAS1基因导入对食管癌细胞株体外生长、迁移、侵袭和裸鼠体内成瘤、裸鼠体内肿瘤转移等生物学行为的影响；筛选DIRAS1密切相关的潜在下游基因和可能涉及的信号传导通路；最后应用组织芯片技术，免疫组化方法检测和分析DIRAS1在大病例食管癌组织中的蛋白表达；结合患者的临床和预后资料，分析和总结DIRAS1基因在食管癌中的分子抑癌机制及其临床肿瘤学意义。

食管癌的恶性程度很高，是人类第八大常见肿瘤，占肿瘤致死原因的第六位。和其他恶性肿瘤一样，食管癌的发生发展是一个漫长而复杂的过程，涉及多因素作用、多基因的变异积累及相互作用。多因素共同作用于食管癌相关基因及调控因子，引起相关基因结构及表达水平改变，最终导致食管鳞状细胞癌的发生。目前普遍认为，癌基因的激活和抑癌基因的失活是细胞癌变的分子基础。因此，原癌基因及抑癌基因的研究对于阐明食管癌发生发展的分子机理具有重要的理论意义，为食管癌的治疗提供科学的理论基础与新的思路。为了研究与食管癌发生发展相关的因子，我们从食管癌高发区河南省林州市采集了新鲜食管癌标本及癌旁相对正常上皮组织75例，提取了RNA及DNA。本课题组在前期的研究中，通过CGH array发现食管鳞状细胞癌患者中染色体19p丢失的比例为35% (18/52)，尤其是19p13.3区丢失更为显著，提示有一个或多个抑癌基因的存在，而DIRAS1基因正是处在这一区域。. 本课题创新点在于首次发现或揭示了：（1）DIRAS1在食管癌肿瘤组织及食管癌细胞株的表达常常降低，而且其低表达与食管癌的淋巴结转移、病理分期、预后不良正相关。（2）LOH及DIRAS1启动子区域CpG岛常常发生甲基化，导致其在食管癌中低表达。体内和体外的实验显示DIRAS1在食管癌中具有抑癌基因的功能。进一步研究发现，DIRAS1在促凋亡药物的介导下，能明显促进食管细胞癌细胞凋亡，其作用机制为DIRAS1通过抑制Ras/MEK/ERK/p90RSK及 p38 MAPK通路的激活来降低Bad在Ser-112的磷酸化状态，从而促进线粒体介导的细胞凋亡。另一方面，组织芯片的结果显示DIRAS1低表达与淋巴结转移相关，通过划痕实验、transwell细胞迁移实验和matrigel细胞侵袭实验，证实了DIRAS1能抑制细胞活动及侵袭能力，其作用机制为：DIRAS1通过抑制ERK1/2、p38 MAPK通路的激活，下调MMP-2和MMP-9的mRNA水平下降，从而抑制细胞迁移侵袭能力。. 综上所述，DIRAS1在食管鳞状细胞癌中具有抑癌基因的功能，有可能为食管鳞状细胞癌的治疗提供一个新的策略。.