hTERT通过调控JAM-A和Integrinβ1改变肿瘤粘附功能的机制研究

Human telomerase plays a key role in malignant tumor biology by employing its non-telomere elongation function. Our previous study has shown that hTERT expression up-regulate cell adhesion with ECM. Funded by our last NSFC grant, we fund that hTERT expression down-regulate the expression and function of tight junction protein JAM-A by a siRNA-involved mechanism, resulting in decreased cell-cell adhesion. More over JAM-A down-regulate the function of integrinβ1 by a CD9-mediated negative trisome mechanism, resulting in increased cell-matrix adhesion. The change of cell adhesion in both mechanism allow cells to detach the tumor mass and move towards basement membrane and blood vessel membrane, which was recognized as one of the earliest traits gained by metastating cells. Here we plan to employ Co-IP，GST-Pull down，IP-RT-PCR、RdRP function test to study the mechanism laid behind hTERT, JAM-A and integrinβ1. This study allow us further understanding of non-canonical function of telomerase in human cancer.

端粒酶与肿瘤恶性行为密切相关。我们前期证实hTERT表达增强肿瘤转移。上一基金发现hTERT通过下调JAM-A来降低肿瘤细胞间紧密连接、同时上调Integrinβ1来增强肿瘤细胞与基质的粘附。这种粘附功能的同时改变是促进肿瘤细胞脱离原发灶侵入基底膜和血管膜的潜在机制。预实验提示机制可能为hTERT可能通过内源性siRNA下调JAM-A，而JAM-A则通过形成CD9三聚物对Integrinβ1负调控。本课题采用Co-IP，GST-Pull down，IP-RT-PCR、RdRP及动物模型，详细研究hTERT通过调控下游JAM-A和Integrinβ1来改变细胞不同极性粘附功能的机制。为端粒酶在肿瘤中的非端粒延长作用提供新的资料。

本项目在前期工作基础上，拟对hTERT分子通过调控肿瘤细胞表面的粘附分子表达，改变肿瘤细胞粘附表型，促进肿瘤细胞从脱离原发灶，侵入外周血循环的机制进行研究。主要研究对象为肿瘤细胞表面的粘附分子:紧密连接相关蛋白JAM-A和整合素β1(Integerinβ1).在项目研究工作中，我们完成了以下实验内容及科学发现。（1）通过对不同转移潜能的结肠癌细胞研究发现，高转移潜能的结肠癌亚组细胞高表达hTERT的非编码RNA剪接体β-hTERT。进一步对β-hTERT功能研究发现它属于一种长非编码RNA（Long non-coding RNA），在高转移潜能的肠癌细胞中，β-hTERT在JAM-A基因的转录激活区域存在异常聚集，且与该区域组蛋白乙酰化相关蛋白有直接作用,抑制该区域组蛋白乙酰化,从而抑制JAM-A的转录激活.同时,JAM-A在肿瘤细胞膜表面与Integerinβ1存在相互作用,这种作用诱导后者向胞浆内移位.并进入溶酶体链最终降解。至此我们完整阐述了β-hTERT直接下调JAM-A并间接上调Integerinβ1，增强肿瘤细胞与基质的粘附同时降低肿瘤细胞之间的粘附，促进细胞脱离原发灶进入循环系统的具体机制。本部分研究结果已投稿Cancer Ressearch，正在审稿中。（2）我们尝试设计了针对β-hTERT的小干扰沉默RNA片段，并采用一种黑磷纳米片层材料负载这种siRNA，对在体肿瘤进行治疗后，发现肿瘤的肺转移明显被抑制。这种黑鳞纳米片层同时还具有光动力和光热效应，对肿瘤细胞的增殖也有明显抑制作用。这部分研究结果已于2018年在线发表在ACS Applied Material & Interfaces（IF 8.096）.(3)在研究β-hTERT这种长非编码RNA的过程中，我们同时发现了另一种端粒相关Lnc RNA--TERRA也与结肠癌转移相关。我们发现结肠癌细胞分泌大量TERRA，后者通过血液循环到达肺间质微环境中，进入肺成纤维细胞内部，参与激活一种炎症微环境：衰老相关分泌表型（Senescence Associated Secretion Phenotype，SASP）。后者是一种已经证实的促转移的炎症微环境。以上研究结果于2017年发表在Journal of Pineal Research （Page 11-12， Fig 6）（IF=11.3）