中国人前列腺癌新融合基因的识别及其功能研究

TMPRSS2:ERG gene fusion in prostate cancer (PC) have been reported in diverse populations, but it is not frequent in Chinese. Thus, we hypothesized that unknown genomic rearranged events are impacted in Chinese PC process. We adopted a whole transcriptome sequencing in 9 paired PC tissues and normal adjacent tissues that are not carry TMPRSS2:ERG gene fusion.We identified four unkown gene fusions.To futher test our hypothesis, we intend to study biological role of two of four fusion genes in PC process. Firstly,we are going to identify recurrence frequency and fuion patterns of two fusion gens in 177 Chinese PC sample set using RT-PCR、Long-PCR、FISH and Mate-paired sequencing.Next,we are going to test effects of these gene fusions on tumorigenosis、cell proliferation、cell senescence、invasion and response to androgen and antiandrogen in PC3 cell line.Subsequently, we are also going to test role of the two gene fusions on tumorigenosis and metastasis in immunodeficienct mice as well. Finally，we are going to assess the correlation between these gene fusions and recurrence of PC in 87 Chinese patients. Conclusion: This study aims to investigate potential roles of the two gene fusions in PC process and to provide insight into developing tumor markers and targeted therapy of PC.

前列腺癌（PC）携带特异性融合基因，在多人群中得到证据。然在中国人群中并非多见，为此我们假设存有新的融合基因在中国人PC发生发展中起作用。本组前期通过人体标本的全转录组测序及生物信息学分析，经组织标本的RT-PCR和Sanger测序验证，识别了4个新的前列腺癌特异性融合基因。为深入验证该假设，本课题拟对其中2个融合基因进行深入探讨。首先通过RT-PCR、Long-PCR、FISH以及Mate-paired测序技术在扩大组织样本中，从mRNA和基因组水平检测新融合基因的发生频率和融合模式。其次在PC3细胞系，检测融合基因对肿瘤形成、细胞增殖、衰老、侵润及对雄激素和雄激素受体拮抗剂作用的影响。再次在免疫缺陷鼠中检测融合基因对肿瘤形成、转移及雄激素受体拮抗剂作用的影响，最后评价新融合基因与PC复发的关系。本研究从多个方面探讨新融合基因在PC中的作用，为寻找肿瘤标记物及其药物靶标提供线索。

前列腺癌是老年男性常见肿瘤，其在我国的患病率呈上升趋势。然驱动其发生和发展的遗传学基础仍不清楚。基因融合是染色体上发生的大片段重组事件，属基因组结构变异，其常驱动肿瘤的发生和发展。为识别前列腺癌的病因学变异，本课题组前期对10个散发的原发性前列腺癌及其癌旁组织进行全转录组测序，初步识别5个尚未被报道的前列腺癌融合基因（ETV3-CRB1,DGKD-INPP5D, RARS2-SNAP91,REPS2-TXLNG以及FOXP2-CPED1）。本课题研究中，我们在扩大的90例原发性前列腺癌组织样品中对这些融合基因进行验证。我们识别融合基因FOXP2-CPED1为再发性重组事件，其再发频率为5%。通过Long-PCR-Sanger测序结合全基因组测序，我们证实FOXP2和CPED1间的大片段丢失是产生FOXP2-CPED1的重组机制。此外，通过3'RACE-PCR-Sanger 测序筛选，我们进一步识别FOXP2基因的另外两种融合形式：FOXP2-MLL 和FOXP2-FOXP2。融合频率分别为9%和4%。我们的实验数据显示：FOXP2-CPED1融合通过缺失FOXP2 3’UTR从而逃逸MicroRNA调节，导致该融合基因在前列腺癌中表达增加。通过功能实验，我们证实FOXP2-CPED1融合基因能驱动小鼠正常NIH3T3细胞和人前列腺良性上皮细胞RWPE-1转化成为肿瘤细胞。在转基因小鼠模型中，我们初步观察到携带FOXP2-CPED1融合基因的小鼠前列腺上皮明显增生，并发展为早期前列腺内皮瘤(mouse prostatic intraepithelial neoplasia, mPIN)。本课题首次识别了一组尚未报到的前列腺癌融合基因，其作为新的癌基因能驱动正常前列腺上皮细胞的恶性转化。这些研究结果为认识前列腺癌的发生机制提供新的实验数据。研究FOXP2-CPED1和FOXP2的过表达在肿瘤发生中分子机理，可能成为潜在的前列腺癌治疗靶。