鼻咽癌 EGFR 信号通路的全新激活机制

Nasopharyngeal carcinoma (NPC) has a high incidence rate in southern China and Southeast Asia. Distant metastasis is the main reason for treatment failure. Our previous studies have found that high-metastasis NPC cells always possess stem cell characteristics. It has been reported that activating EGFR signaling is the key factor for the maintenance of stem cell characteristics in NPC cells. Our high through-put whole genome expression profiling showed that SPINK6 was highly expressed in high-metastasis cells. Further studies showed that SPINK6 could directly bind to EGFR resulting in EGFR phosphorylation. Elevated SPINK6 protein expression in the primary NPCs significantly correlated with poorer patient survival. We therefore propose a hypothesis that in NPC cells, EGFR signaling could be activated by SPINK6, and SPINK6/EGFR signaling is critical for NPC metastasis. In the present proposal, we will apply lymph-node metastasis model, proteomic analyses, as well as some other biochemical approaches to further collect the evidence of SPINK6-promoting cellular mobility, the binding site of SPINK6 on EGFR, and the critical role of SPINK6/EGFR signaling in NPC metastasis. The completion of the present proposal will reveal a novel mechanism of EGFR activation by direct binding of SPINK6, which is a potential target for drug development and metastasis prevention in NPC patients.

鼻咽癌高发于华南及东南亚，其远处转移是治疗失败的主要原因。我们已发现具备高转移能力的鼻咽癌细胞往往同时具备干细胞的特性。已知EGFR的激活是肿瘤细胞得以维持其干细胞特性的重要因素。基于全基因组表达谱分析，我们发现SPINK6在高转移的鼻咽癌细胞中表达水平升高。预实验显示SPINK6可结合EGFR并导致EGFR磷酸化。SPINK6在原发肿瘤的高表达预示着患者的不良预后。我们因此提出科学假说：鼻咽癌细胞的EGFR信号通路可被SPINK6激活，从而促使癌细胞获得干细胞特性及高转移能力。通过一系列体内外实验，本项目将进一步收集SPINK6促进鼻咽癌细胞运动的系列证据、确认SPINK6与EGFR的结合位点、阐明SPINK6/EGFR信号通路在促进鼻咽癌转移方面的重要作用。本项目的开展将有助于阐明鼻咽癌细胞EGFR的全新激活机制，为新药研发以及制定防治鼻咽癌转移的新策略提供理论依据。

鼻咽癌是我们南方常见恶性肿瘤。鼻咽癌治疗失败的主要原因是远处转移。目前尚未研发出抗鼻咽癌转移的有效药物。我们对鼻咽癌转移的分子机制的认知亦有待加深。本项目探索五个方面的内容：1）SPINK6在鼻咽癌转移中的重要作用及其受体识别；2）CIP4在鼻咽癌恶性生物学行为中的作用；3）其他影响鼻咽癌恶性生物学行为的相关机制探索；4）影响其他恶性肿瘤生物学行为的分子机制研究；5）肿瘤临床诊断与治疗的相关研究。我们发现：1）SPINK6 是 EGFR 的一个新发现的配体，可以通过自分泌和旁分泌的方式促进癌细胞转移，同时也是鼻咽癌患者总生存率的不良预后因素；2）CIP4 通过激活鼻咽癌细胞的 EGFR 来上调侵袭性伪足的形成、促进鼻咽癌的转移；3）NEDD8可以促进鼻咽癌转移，而 CLCA2 和S100A14可以抑制鼻咽癌的转移，IRF6 通过下调 ABCG2 的表达从而削弱鼻咽癌细胞的干性，而抗氧化剂抵抗放疗所致的鼻咽癌细胞凋亡的机制是通过抑制 MAPK 信号通路加以实现；4）有众多的因素和分子机制影响了肿瘤的恶性行为，如决定DNA复制的PGK1，调控细胞自噬的ACSS2，抑制癌细胞增殖和成瘤性IRF6，促进其它恶性肿瘤转移的PTPN3和ETV4；5）在鼻咽癌同时期放疗中，铂类药物每周给药一次与每三周给药一次的毒副作用及疗效相当，而对于老龄鼻咽癌患者又有EBV DNA高拷贝数者，同时期放化疗了比单纯放疗更有优势。本项目的成果以17篇论著和2篇综述/述评的形式发表于SCI收录的杂志，这些文章已被他人引用超过 270 次。本项目的完成为鼻咽癌的靶向治疗奠定了理论基础，也为抗肿瘤转移的新药研发提供了细胞模型、动物模型、理论依据。本项目的执行过程中还培养了6位博士研究生。基于本项目以及其它国自然项目的研究发现，我们提交的议案 “肿瘤转移机制与抗肿瘤转移新药研发” 被选入中国科协2018年发布的《我国60个重大科学问题和重大工程技术难题》。