利用转基因小鼠模型研究CIP2A在肺癌发病中的作用

Cancerous inhibitor of protein phosphatase 2A (CIP2A), an onco-protein found in recent years, was overexpressed in most types of cancer and required for tumor cell proliferation and transformation. However, previous research focused on CIP2A's function mainly restricted to in vitro cells or xenograft nude mice models, study on the role of CIP2A to induce or promote tumorigenesis by utlising transgenic mice model hasn't been reported before. Our previous work indicated that, CIP2A was elevated in lung cancer patients, and was associated with smoking. Silencing CIP2A by SiRNA inhibited the proliferation and transformation of lung cancer cells. In addition, we found a compound, Ethoxysanguinarine(ESG), could significantly degradate CIP2A protein and exhibit great potential for lung cancer treatment in vitro. Here, to explore the carcinogenicity of CIP2A protein , a transgenic mouse model is established by using the surfactant protein C (SPC) promoter to target the expression of CIP2A in the lung. If these models develop lung tumors, we will further evaluate the effect of ESG on lung cancer therapy. The implementation of the project not only identifies the oncogenic profile of CIP2A, but also makes a new choice for lung cancer target therapy.

PP2A癌性抑制物（CIP2A）蛋白是近年来发现的在多种癌症中高表达的癌蛋白，与肿瘤细胞的增殖和转化有关。但是，迄今为止，研究结果都局限在体外细胞水平或裸鼠移植瘤模型中，利用转基因小鼠模型研究CIP2A蛋白能否诱发/促进癌症产生还未有报道。前期工作中，我们发现CIP2A在肺癌中高表达且和吸烟相关，干扰CIP2A能显著抑制肺癌细胞的增殖和转化；此外，我们还发现，化合物乙氧基血根碱（Ethoxysanguinarine，ESG）能显著降解CIP2A蛋白，并展现潜在的抗肺癌作用。因此，本项目研究中，我们拟构建CIP2A肺部特异性表达的转基因小鼠，研究CIP2A蛋白的致癌功能，若CIP2A转基因诱发/促进小鼠产生肺癌，则进一步检测ESG对该肺癌模型的治疗作用。该项目的顺利实施，不仅能够明确CIP2A的致癌作用，还有望为肺癌靶向治疗提供新选择。

CIP2A蛋白被认为是一种癌蛋白，在多种癌组织中高表达，可能参与癌症的发生以及发展过程。然而，有关CIP2A蛋白高表达能否导致癌症的发生等还缺乏直接的证据，主要研究结果都还局限在体外细胞系水平；此外，靶向CIP2A蛋白的小分子化合物的抗癌活性相关研究还少有报道。在上述背景下，我们启动了本项目研究，一方面构建肺部特异性高表达CIP2A蛋白的转基因小鼠模型，研究CIP2A高表达是否会导致肺癌的发生，同时评估CIP2A在肺部高表达能否促进烟草来源的致癌物对小鼠肺癌的诱发作用；另一方面，继续深入的研究靶向CIP2A蛋白的小分子化合物的抗肺癌活性及作用机理。在本项目资金支持下，过去的三年里，我们取得的主要进展和研究成果如下：1、发现约有21%的CIP2A转基因小鼠发生肺癌（对照组小鼠没有发生肺癌），说明CIP2A蛋白高表达能诱发小鼠发生肺癌。2、发现烟草烟雾中的主要致癌成分NNK处理的CIP2A转基因小鼠，发生肺癌的比例高达70%，而NNK处理的对照小鼠只有40%发生肺癌，说明小鼠肺组织高表达CIP2A蛋白能够促进致癌物对小鼠肺癌的诱发作用。上述结果与我们的预期一致，这也是迄今为止第一次在动物水平证实CIP2A蛋白高表达能够直接诱发和促进肿瘤的发生，在明确CIP2A蛋白功能方面具有重要意义。3、阐明靶向CIP2A蛋白的小分子化合物乙氧基血根碱（ethoxysanguinarine，ESG）和雷公藤红素（celastrol，Cel）的抗肺癌活性及作用机理。我们发现ESG的抗肺癌活性主要与其能在mRNA以及蛋白水平下调CIP2A蛋白，进而激活PP2A活性并抑制其下游的信号分子pAKT以及c-Myc有关；而Cel的抗肺癌活性主要与其能共价结合CIP2A蛋白并促进其通过蛋白酶体通路降解，进而抑制CIP2A-pAKT信号通路有关；此外，我们还发现ESG和Cel均能增强临床化疗药物顺铂的抗肺癌作用；以上结果为基于CIP2A蛋白的肺癌乃至于其它肿瘤的靶向治疗奠定了坚实基础。上述成果目前已发表SCI研究论文两篇（分别发表于Carcinogenesis以及ACS medicinal chemistry letters），实现了预期目标，培养毕业博士研究生1名。总体上看，本项目进展较为顺利，研究成果与预期相符，在基础研究以及应用两方面均具重要意义。