SOX2基因对大肠癌细胞EMT调控的分子机制以及与大肠癌转移的相关性研究

大肠癌是我国主要肿瘤之一，转移是患者主要死亡原因，但其具体分子机制尚不明确。我们前期研究发现SOX2基因在大肠癌中高表达，基因敲除降低了大肠癌细胞的致瘤能力和迁移能力；还发现其对EMT分子标志的调节作用以及对WNT通路的激活作用。本项目拟在前期工作基础上探讨SOX2通过调控EMT促进肿瘤细胞转移的分子机制，从蛋白相互作用角度，应用IP、GST-pulldown和基因转染探讨SOX2与beta-catenin相互作用而调控EMT；从基因转录调控和基因组学角度，应用基因芯片、CHIP-seq和报告基因载体鉴定SOX2直接调控的EMT相关下游靶基因，并确定SOX2在该靶基因启动子区结合位点。进一步在大肠癌动物模型中验证SOX2促进肿瘤转移作用，在临床组织标本中分析SOX2的表达水平与转移以及预后之间的相关性。本研究对深入理解大肠癌转移分子机理、寻找新的治疗靶点具有重要意义。

大肠癌是我国主要肿瘤之一，转移是患者主要死亡原因，但其具体分子机制尚不明确。我们前期研究发现SOX2基因在大肠癌中扮演一定的角色，但其分子机制尚不明确。本研究中我们发现，（1）在大肠癌体外细胞中，SOX2基因敲除，细胞的形态发生了明显的变化，由纤维状变成圆润状且粘附紧密；且细胞的迁移能力、侵袭能力均发生了很明显的下降； 为了进一步阐明SOX2与大肠癌细胞转移能力之间的联系，动物体内实验结果表明，在裸鼠体内，SOX2敲除后细胞的转移能力显著下降，而且肝、肺新生的转移灶数量也存在明显减低。（2）我们对44例大肠癌组织样本进行了相关性分析，结果显示，SOX2的表达与大肠癌患者的淋巴转移和肝转移都有很强的相关性。（3）我们进一步探讨调控转移能力的分子机理，发现SOX2基因敲除后，肿瘤细胞E-cadherin等上皮类基因表达发生明显的上调，而Vimentin、SNAI1、SNAI2等间质类细胞基因发生了明显的下调，这些实验结果表明，当SOX2表达下调时，SW620大肠癌细胞从间质细胞转化为了类上皮细胞，发生了MET转化，这解释了SOX2敲除后细胞的迁移、侵袭和转移能力都较弱的现象。（4）WNT信号与大肠癌的发生、发展和转移的关系极为密切，我们通过免疫荧光染色也发现，当SOX2表达降低时，beta-catenin在细胞内的定位发生了很显著的变化，从原来细胞质和细胞核的均匀分布变为细胞膜富集分布，这与E-cadherin表达水平的上调有关。另外，我们也发现SOX2对LEF1表达的调控作用，其也是Wnt信号通路调控的另一个途径。（5）在蛋白蛋白相互作用水平，Co-IP 质谱分析共鉴定到与SOX2蛋白相互作用形成复合物的蛋白121个，并对该121个蛋白进行Gene Ontology分析，发现与SOX2相互作用蛋白参与了DNA复制、转录、重组和修复等多个生物过程。进一步验证了SOX2与beta-catenin的相互作用，并应用蛋白截断突变，初步确定了SOX2蛋白与beta-catenin相互作用的结合区域。(6)在基因组水平上，确定了SOX2在大肠癌基因组上的结合位点，并确定了结合motif为富含AT的序列，并与基因表达谱相关比较，发现在大肠癌中50个基因表达可受SOX2的直接调节。本研究对深入理解大肠癌转移分子机理、寻找新的治疗靶点具有重要意义。