E2-ER/Sp1-RSK4信号通路在乳腺癌中调控作用机制的研究

Our previous discovery: There were lots of Sp1 binding sites in RSK4 promoter CpG islands. E2-ER signal can assist ER bind to Sp1 sites in that to increase RSK4 expression; However, RSK4 expression was supressed in breast cancer and the mechanism has not been elucidated. We supposed that Sp1 binding sites of RSK4 promoter , which is an X-linked gene and easily lose function by methylation or mutation. In estrogen-dependent breast cancer, Sp1 binding sites of RSK4 promoter frequent methylation make E2-ER / Sp1-RSK4 signal pathway in dysfunction. This study was based on the preliminary study, some work was designed as follows: 1. To clarify the relations between RSK4, ER expression and RSK4 promoter methylation in hormone-dependent breast cancer ; 2.To illustrates the mechanisms of E2-ER / Sp1 pathway regulation RSK4 expression; 3. To explore effect of E2-ER / Sp1-RSK4 signal pathway in breast . Aims to provide new ideas and strategies for clinical diagnosis and treatment of breast cancer.

课题组前期发现：在RSK4启动子区域的CpG岛中有大量的Sp1结合位点，而E2-ER信号的刺激可协助Sp1与其结合，上调RSK4的表达；但在乳腺癌细胞中中RSK4的表达却出现下调，其机制尚未阐明。我们设想：RSK4作为X染色体连锁基因——只有一个拷贝，该基因甲基化或突变就可直接导致其功能丧失——在雌激素依赖性乳腺癌中，启动子中Sp1功能结合位点甲基化，使得E2-ER/Sp1-RSK4信号通路调节功能异常。本研究拟在前期研究基础上，进行以下工作：1.明确激素依赖性乳腺癌中ER与RSK4表达及RSK4启动子甲基化的相关性；2.阐明E2-ER/Sp1通路对RSK4表达调控的具体机制；3.探讨E2-ER/Sp1-RSK4信号通路对乳腺癌细胞的影响。旨在为乳腺癌的临床诊治提供新的思路和策略。

本项目的研究目标是对E2-ER信号通路对RSK4影响的作用机制进行初步探索。比较RSK4在ER+与ER-乳腺癌组织中的表达差异；评估ER与RSK4的表达以及RSK4甲基化的相关性；RSK4表达水平对ER+细胞的细胞功能学的影响；评估雌激素-雌激素受体信号对RSK4是否存在甲基化调控及作用方式。获得项目资助以来，本课题组按照年度计划开展研究，虽然做了部分调整，总体上完成了各项研究任务，取得以下成果：(1)明确了ER+乳腺癌中ER与RSK4表达及RSK4启动子甲基化的相关性：RSK4在ER阳性乳腺癌中的表达高于ER阴性乳腺癌；RSK4启动子甲基化水平越高，其的表达水平越低；E2/ER信号对RSK4存在甲基化调控，雌激素刺激会增加ER的表达以及降低RSK4的表达，同时也会增加RSK4启动子甲基化。在ER阳性乳腺癌细胞中，ER的表达和RSK4的表达呈负相关；（2）明确了ER+乳腺癌细胞中RSK4的功能：RSK4过表达会抑制ER阳性乳腺癌细胞的功能，细胞的增殖能力、克隆能力、侵袭迁移能力均明显降低，凋亡水平明显升高；（3）明确了E2-ER/SP1-RSK4信号通路中RSK4的表观遗传调节制剂：雌激素刺激ER+乳腺癌细胞后，虽然可以增加SP1的表达，SP1可以促进了RSK4的转录，但实际结果显示E2以DNMT3B依赖性方式促进了RSK4启动子区域与SP1功能结合位点的甲基化，甲基化损害了E2介导的SP1在促进RSK4转录上的上调作用，最终降低了RSK4的表达；（4）E2-ER/SP1-RSK4信号通路封闭策略对乳腺癌肿瘤的疗效：通过使用雌激素、雌激素受体抑制剂、甲基化酶抑制剂、SP1抑制剂后检测RSK4表达变化及对ER+乳腺癌细胞功能的影响。以及使用雌激素、雌激素受体抑制剂、甲基化酶抑制剂、SP1抑制剂裸鼠荷瘤实验评价肿瘤形成能力，封闭E2-ER/SP1-RSK4信号通路与治疗乳腺癌恶性演进的可能性，以及RSK4作为一个潜在的抑癌基因在乳腺癌诊治中的可能性。