MEIS2在神经母细胞瘤中的表达及其基因沉默诱导细胞死亡的机制研究

Neuroblastoma is a common childhood solid maglignant tumor of the sympathetic nervous system that arises either in the adrenal or in paraveterbral sympathetic ganglia. Treatment approaches consist of different combinations of 13-cis-retinoic acid chemotherapy, surgery and bone marrow transplantation. Whereas neuroblastoma is still difficult to treat successfully even with the most intensive multi-modal therapies available. How specific genes influence neuroblastoma cells development is still under investigation. We found that MEIS2 is highly expressed in the human neuroblastoma cell lines. MEIS2 gene silencing by shRNA-MEIS2 results in cell growth arrest and cell dealth, which has never been reported previously. We speculate that MEIS2 plays an essential role in maintenance of neuroblastoma cell survival. Based on the phenomenon of shRNA-MEIS2-induced cell death, we investigate cell death pathways regulated by MEIS2, make microarray analysis to identify differentially expressed genes induced by MEIS2 silencing in neuroblastoma cells, and analyze the relationship of MEIS2 with clinic prognosis of neuroblastoma. The research will provide important clues for the oncogenic function of MEIS2 and targeting MEIS2 may offer improved therapeutic approaches for neuroblastoma.

神经母细胞瘤是起源于交感神经系统的儿童最常见的颅外恶性实体肿瘤，目前已成为威胁儿童生命的一个常见原因。其发生、发展的确切机制还不清楚，更多的关于影响肿瘤发生、发展的基因或生物学标记仍待明确。申请人前期研究显示多种神经母细胞瘤细胞系均高表达MEIS2，且由慢病毒介导的shRNA诱导MEIS2基因表达沉默可高效诱导神经母细胞瘤细胞死亡，此现象目前国内外文献未见报道。因此，本课题组在前期研究基础上，提出"MEIS2对维持神经母细胞瘤的肿瘤生长特性起重要作用"的假说，从MEIS2对神经母细胞瘤死亡通路的调控、MEIS2基因沉默对神经母细胞瘤基因表达谱的影响及下游靶基因的寻找、MEIS2与神经母细胞瘤临床各病理参数的关系及对预后的影响三个紧密关联的方面开展研究。课题将基础机制的研究和临床病理病例资料的分析相结合，为神经母细胞瘤研究领域提供新的思路和治疗靶点。

神经母细胞瘤是起源于交感神经系统的儿童最常见的颅外恶性实体肿瘤，目前已成为威胁儿童生命的一个常见原因。其发生、发展的确切机制还不清楚，更多的关于影响肿瘤发生、发展的基因或生物学标记仍待明确。申请人前期研究显示多种神经母细胞瘤细胞系均高表达MEIS2，且由慢病毒介导的shRNA诱导MEIS2基因表达沉默可高效诱导神经母细胞瘤细胞死亡，此现象目前国内外文献未见报道。因此，本课题组在前期研究基础上，提出"MEIS2对维持神经母细胞瘤的肿瘤生长特性起重要作用"的假说，从MEIS2对神经母细胞瘤死亡通路的调控、MEIS2基因沉默对神经母细胞瘤基因表达谱的影响及下游靶基因的寻找、MEIS2对神经母细胞瘤预后的影响三个紧密关联的方面开展研究。. 实验结果表明： MEIS2在人神经母细胞瘤细胞系中高表达，并对神经母细胞瘤细胞的存活和增殖是必要的，基因沉默MEIS2导致细胞存活显著减少。MEIS2基因沉默可以导致M期阻滞和有丝分裂灾变，而MEIS2外源性表达可显著增强神经母细胞瘤增殖、生长和致瘤性。基因芯片表达谱分析揭示了MEIS2在维持大量晚期细胞周期相关基因表达中起关键作用，而这些细胞周期相关基因对DNA复制、G2-M检查点调控和M期进展极其重要。本研究证明了MEIS2可靶向性转录激活细胞周期相关基因主要调控因子MuvB-BMYB-FOXM1复合体，且证实FOXM1是MEIS2的直接靶基因，MEIS2基因沉默可通过直接下调FOXM1和间接下调RBBP4、BMYB的表达，从而导致有丝分裂基因下调和M期进展中断，诱导细胞有丝分裂灾变。. 本项目初步阐明了胚胎发育的重要调控基因MEIS2与肿瘤细胞增殖的关联，并提示MEIS2的高表达是促进与肿瘤不良预后密切相关有丝分裂基因表达的重要分子机制，为神经母细胞瘤研究领域提供新的思路和治疗靶点。. 受该项目资助，目前已发表SCI论文1篇（影响因子5.3），课题成果获得2014年宜昌市科技进步一等奖；培养了硕士研究生3名，其中1名获得“三峡大学优秀毕业生”称号，其论文获得“三峡大学优秀毕业生论文”；待发表英文论文1-2篇（预期累计影响因子>6），待发表中文核心期刊收录论文2篇。故预期发表SCI论文总数3篇，预期累计影响因子>11。