基于Gprc5a-敲除小鼠的肺肿瘤发生机制研究

GPRC5A是维甲酸信号的靶基因，仅在肺组织中表达。Gprc5a-敲除小鼠会产生自发性肺肿瘤。重要的是，GPRC5A基因的丢失或抑制在人肺癌中也普遍发生。Gprc5a-/-小鼠模型在肺癌的发生过程、病理等方面表现地与人肺癌的情况十分相像。我们新近的研究显示，Gprc5a的缺失会导致肺上皮细胞中NF-kB和Stat3信号异常活跃，不仅会加速细胞生长，拮抗凋亡，还会诱发肺部炎症，促发肺癌的产生。于是，本课题假设，Gprc5a 缺失所致持续性活化的NF-kB和Stat3信号是导致肺部炎症与肺癌的重要因素。本课题将以Gprc5a-/-小鼠模型为基础，详细研究Gprc5a丢失所致NF-kB和Stat3信号转导途径激活的分子机理，并对该信号转道途径在肺始祖（II型）细胞特性，肺免疫性等方面进行详细研究，这对于认识肿瘤肺癌的发病机制，为设计有效的肺癌防治方案提供重要的理论依据。

GPRC5A是G蛋白偶联受体，它是维甲酸信号通路的靶基因。特别的是，GPRC5A仅在肺组织中表达，在其它组织中基本不表达或表达很低。Gprc5a-ko小鼠会发生自发性肺腺癌，这是一种比较接近人肺癌的动物模型。基于这个模型，我们进行了系统研究，并取得了如下几个方面的进展： 1）NF-kB信号通路在Gprc5a-ko小鼠肺癌发生过程中起到重要作用。通过SPC-SR-IkBs/Gprc5a-ko杂交小鼠，即特异性阻断肺上皮细胞中NF-kB的通路，该小鼠肺癌的发生被延迟了6个月，这接近小鼠的1/4寿命。2）Gprc5a基因的缺失导致小鼠肺组织对LPS诱发的炎症异常敏感。小剂量LPS对野生型小鼠肺组织的作用微乎其微，但却可诱发Gprc5a-ko小鼠肺组织一定程度的肺水肿、肺损伤。3）GPRC5A对TLR和IL-1通路有负调节功能。Gprc5a基因缺失可使小鼠肺上皮细胞对LPS和Il-1异常敏感。GPRC5A与这两条通路的共同介导物MyD88有相互作用。这很可能是Gprc5a-ko小鼠肺组织对炎症信号敏感的分子机理。4）Gprc5a基因缺失所致的EGFR信号通路激活，在肺癌发生过程中有重要作用。GPRC5A与EGFR有相互结合并相互作用。GPRC5A的缺失可导致EGFR信号通路的异常性激活。而后者的异常性激活又可导致Stat3和NF-kB信号通路的激活。5）Gprc5a基因缺失可导致肺组织中EGFR和Stat3信号通路的激活，重要的是其发生在肺末端支气管的II型始祖细胞之中。这对研究肺癌的起源意义重大，因为肺癌细胞起源于肺II型细胞。6）用EGFR抑制药物Erlotinib可以抑制Gprc5a-ko小鼠肺组织中EGFR、Stat3的信号蛋白。这说明，Gprc5a缺失所致的EGFR活化是STAT3信号通路激活的主要原因。7）慢性炎症或持续性NF-kB的激活可以抑制GPRC5A的表达。在临床肺癌、慢阻肺样品中，GPRC5A和NFkB的表达呈方向关系。在体内，持续性LPS可抑制小鼠肺组织Gprc5a的表达。在细胞水平，TNF对GPRC5A的表达有抑制作用。TNF的作用有赖于NF-kB，高表达NF-kB可抑制GPRC5A。有意思的是，NF-kB对GPRC5A的抑制作用并不依赖于其转录活性。目前，本研究中的许多重要突破性发现还在继续研究之中。