电离辐射通过上调CLIP2表达促进甲状腺癌进展的机制研究

Thyroid cancer is a common endocrine malignancy that has rapidly increased in global incidence in recent decades. Although ionizing radiation is the most important risk factor, the exact mechanism remains largely unknown. It has been identified that the cytoplasmic linker protein CLIP2 is significantly upregulated in radiation-related thyroid cancer patients, and is considered as a radiation biomarker in thyroid cancer. CLIP2 has been proposed to mediate the interaction between specific membranous organelles and microtubules. Data from TCGA database shows that CLIP2 gene is significantly up-expressed in papillary thyroid cancers (PTCs) as compared with normal thyroid tissues. In addition, our preliminary data showed that ionizing radiation induced CLIP2 transcription, and ectopic expression of CLIP2 in thyroid cancer cells significantly promoted cell proliferation, colony formation, migration and invasion. Notably, our data also showed that CLIP2 overexpression activated the MAPK/Erk pathways and promoted the EMT process in thyroid cancer cells. Altogether, we speculate that ionizing radiation promotes thyroid tumorigenesis by upregulating CLIP2 expression. The aims of this project were: 1) to clarify the molecular mechanisms underlying ionizing radiation-mediated CLIP2 upregulation; 2) to explore the biological roles of CLIP2 in thyroid cancer.

甲状腺癌是内分泌系统最常见的恶性肿瘤，近年来发病率急剧增加。尽管电离辐射是促进甲状腺癌发生的最明确诱发因素，但具体机制仍不十分清楚。连接蛋白CLIP2在辐射诱导的甲状腺癌组织中的表达显著升高，被认为是鉴别辐射相关甲状腺癌的分子标记，但其生物学功能尚不明确。通过分析TCGA数据库我们发现CLIP2在乳头状甲状腺癌组织中的表达显著高于正常甲状腺组织；通过体外实验我们发现辐射能上调CLIP2表达，且过表达CLIP2促进肿瘤细胞的增殖、克隆形成、侵袭、迁移等恶性行为。此外，我们还发现CLIP2可激活MAPK/Erk通路并且可能促进肿瘤细胞的EMT进程。综上，我们推测电离辐射可能通过上调CLIP2的表达促进甲状腺癌的进展。本课题旨在阐明电离辐射上调CLIP2的分子机制，并进一步明确CLIP2促进甲状腺癌发生发展的分子机制，为甲状腺癌治疗提供新靶点，为阐明甲状腺癌的发生机制提供理论依据。

甲状腺癌是内分泌系统最常见的恶性肿瘤，近年来发病率急剧增加。尽管电离辐射是促进甲状腺癌发生的最明确诱发因素，但具体机制仍不十分清楚。连接蛋白CLIP2在辐射诱导的甲状腺癌组织中的表达显著升高，被认为是鉴别辐射相关甲状腺癌的分子标记，但其生物学功能尚不明确。我们前期用X射线对甲状腺癌细胞进行照射，结果显示照射后CLIP2的表达显著上调。在甲状腺癌细胞系中过表达CLIP2能显著促进肿瘤细胞的增殖、克隆形成、侵袭和迁移能力，在甲状腺癌细胞中敲除CLIP2基因能抑制细胞的增殖，并诱导周期阻滞及细胞凋亡，证实CLIP2基因在甲状腺癌发生过程中发挥促癌基因的作用。接下来，我们研究甲状腺癌中CLIP2基因表达升高的原因。我们发现在甲状腺癌细胞中随着p-Erk的水平下降，c-Myc和CLIP2水平均下降，用c-Myc抑制剂10058-F4处理细胞，发现随着c-Myc水平下降，CLIP2的表达也下降，提示甲状腺癌细胞中MAPK/Erk信号通路激活可能通过调控c-Myc水平上调了CLIP2的表达。接下来，我们研究了CLIP2上调促进细胞恶性进展的机制。我们在甲状腺癌细胞中过表达CLIP2，使用透射电镜发现经CLIP2过表达处理后，细胞形成典型的自噬体和自噬溶酶体，LC3Ⅱ和LC3Ⅱ/Ⅰ水平均有增加，提示CLIP2水平上调促进了细胞的自噬水平。有氧糖酵解水平增高是恶性肿瘤的重要特征之一，我们在甲状腺癌细胞中敲减CLIP2，发现糖酵解关键限速酶PFKP表达下调；过表达CLIP2后， PFKP表达升高。但是，敲减或过表达CLIP2后， 参与PFKP泛素化降解的TRIM21表达水平没有改变。我们在甲状腺癌细胞中敲减CLIP2，用细胞免疫荧光法观察细胞骨架蛋白Phallodin,发现敲除CLIP2后细胞骨架变得疏松， TRIM21与肌动蛋白的结合水平下降。在甲状腺癌细胞中过表达CLIP2，细胞骨架变得致密，过表达CLIP2可恢复TRIM21与肌动蛋白结合。因此，我们推测CLIP2表达水平的变化可能通过改变TRIM21在细胞骨架上的定位，影响了它作为E3泛素连接酶参与PFKP降解的过程，进而改变了细胞的恶性行为。本项目证实CLIP2在甲状腺癌中发挥了癌基因作用。阐明甲状腺癌中MAPK/ERK通路活化通过c-Myc上调了CLIP2的表达，以及CLIP2加速甲状腺癌进展的分子机制。