ZNF403抑制p21表达促进NSCLC细胞增殖的机制研究

Research reports, dioxin (TCDD) play key role in the process of non-small cell lung cancer (non-small cell lung cancer, NSCLC) through AHR (Aryl Hydrocarbon Receptor, by AHR); and, the applicant study found that in NSCLC, zinc finger protein 403 (zinc finger protein 403, ZNF403) show high expression; and the cells appeared G2/M after RNA interference arrest of ZNF403 in A549 cell line; furthermore, in A549 cells, ZNF403 can inhibit the expression of p21 and promote the proliferation of A549 cells, but the mechanism of carcinogenesis is unknown. Therefore, this topic was from the technology of immunohistochemistry analysis of the high expression of ZNF403 in patients with NSCLC in the beginning; furthermore, through cell transfection, Western blot, immunoprecipitation and CHIP technique study of TCDD by up regulating AHR activity, which promotes the expression of ZNF403, and the latter is down regulated p21 expression mechanism of promoting proliferation of lung cancer cells in the body; the last confirmed inhibition the expression of ZNF403 can inhibit the expression of p21 and blocking by the carcinogenic effect of TCDD and inhibit the occurrence of lung cancer, prolong the survival time of xenografts mice. The research result will not only help to reveal the mechanism of carcinogenicity of ZNF403, but also for ZNF403 as a NSCLC targeted agents to provide theoretical and experimental basis.

研究报道,二恶英（TCDD）能够通过芳香族碳氢化物受体（AHR）促进非小细胞肺癌（NSCLC）的发生，申请人研究发现肺癌患者中锌指蛋白403（ZNF403）高表达（30%）；且在A549细胞中，经RNA干扰ZNF403表达后细胞出现G2/M期阻滞，同时伴有p21蛋白表达下降，然而其致癌机制不明。为此，本课题从免疫组化分析ZNF403在NSCLC患者中高表达开始；进一步通过细胞转染、siRNA干扰技术、免疫蛋白印迹、免疫共沉淀及CHIP技术研究TCDD通过上调AHR活性，进而促进ZNF403表达，后者下调p21表达促进肺癌细胞增殖的机制；最后在体实验证实抑制ZNF403表达能够通过抑制p21表达进而阻断TCDD的致癌作用进而抑制肺癌的发生、延长荷瘤小鼠存活时间。研究结果不仅有助于揭示ZNF403的致癌机制，而且能为ZNF403作为NSCLC的靶向治疗药物提供理论基础和实验依据。

研究报道,二恶英（TCDD）能够通过芳香族碳氢化物受体（AHR）促进非小细胞肺癌（NSCLC）的发生，但是其原因未知；我们研究发现肺癌患者中锌指蛋白403（ZNF403）高表达（30%）；且在A549细胞中，经RNA干扰ZNF403表达后细胞出现G2/M期阻滞，同时伴有p21蛋白表达下降，然而其致癌机制不明。因此，我们提出假说：TCDD/AHR能够通过与ZNF403启动子区的转录结合位点结合，直接调控ZNF403的表达，后者能抑制p53蛋白表达，进而下调p21表达促进细胞增殖（如图1所示）。环境致癌物TCDD通过AHR-ZNF403-p21信号通路导致细胞增殖失控，促进NSCLC的发生，抑制ZNF403的表达可以通过调节p21而使NSCLC发生细胞周期阻滞而发挥抗肿瘤作用。为进一步验证假说，我们扩大样本量，在173例肺癌患者癌组织和癌旁组织中检测ZNF403及p21表达进一步验证假说，在所有肺癌组织中，ZNF403高表达阳性率为40%，与p21表达呈负相关，ZNF403高表达与肺癌预后差相关；为了进一步验证ZNF403在肺癌发生中的作用，我们在肺癌细胞模型和动物模型中进一步验证假说，我们对肺癌细胞系进行筛选，发现PC9及A549中ZNF403高表达，H1975细胞系中低表达；首先，在PC9及A549中构建ZNF403敲除细胞系，在H1975中构建ZNF403高表达细胞系，并在上述细胞系中进一步研究ZNF403高表达导致细胞增殖失控的原因，我们研究发现，ZNF403能够通过与p53结合，调节其结构域，进而下调p53表达，从而抑制p21表达，促进细胞增殖；干扰ZNF403表达能够显著上调p53表达，进而上调p21，抑制细胞增殖。最后我们构建了ZNF403过表达的动物模型，发现干扰ZNF403表达能够显著抑制肿瘤细胞增殖，促进凋亡，延长小鼠生存时间；最后在肺癌PDX模型中进一步验证靶向ZNF403可以显著抑制肿瘤生长；研究结果阐释了环境致癌物TCDD通过上调ZNF403表达诱导肺癌发生的机制研究，不仅有助于揭示ZNF403的致癌机制，而且能为ZNF403作为NSCLC的靶向治疗药物提供理论基础和实验依据。