神经元限制性沉默因子在肝癌发生中的作用和机制研究

Neuron-restrictive silencer factor (NRSF) is a zinc finger containing transcriptional repressor, which regulates the expression of its target genes through recruiting diverse epigenetic factors and enzymes. It plays an important role in the development and neurological disorders. Recently, the effects of NRSF in tumorigenesis have been recognized. Growing studies show that malfunction of NRSF is related to various kinds of tumors. Interestingly, NRSF even takes opposite roles in tumors of different tissue origination, but the specific mechanisms remain to be unclear. There is still a lack of persuasive in vivo studies. In our previous work, we found that NRSF is upregulated in more than half of liver cancer samples of patients; and the incidence of DEN-induced liver cancer was significantly reduced in NRSF hepatocyte-conditional knockout mice. These results indicated that NRSF might be oncogenic in liver cancer. However, in both human samples and mouse liver tumor models, a certain percentage of liver cancer did not express NRSF or expressed at a very low level, what a role NRSF takes in development of such cancer? In the present project, we will determine the differential functions of NRSF in liver cancer of the same tissue origination by using the established mouse models; Further, the underlying mechanisms will be explored. This work will help us to gain a full view of the effects of NRSF in tumorigenesis.

神经元限制性沉默因子（NRSF）是一种具有锌指结构的基因转录负调控蛋白，它通过招募多种表观修饰因子来调控靶基因的表达，在发育和神经系统发生中发挥重要作用。近年来，NRSF在肿瘤发生中的作用受到关注，已有的研究表明多种肿瘤的发生和它的功能异常有关，并且在不同组织来源的肿瘤类型中它可以扮演截然相反的角色，但其中的机制不清楚，也缺乏有说服力的活体上的研究报道。我们前期研究发现，超过半数的人肝癌标本显示NRSF高表达，在小鼠肝细胞中剔除NRSF可显著降低DEN诱导的肝癌的发生，这些结果提示NRSF在肝癌发生中起到了促癌基因的作用。然而，在人和小鼠肿瘤样本中，均有一定比例的NRSF表达阴性的肿瘤，那么NRSF在这部分肿瘤发生中又是什么角色？本申请将利用已建立的小鼠模型来证明NRSF可在不同克隆起源的肝肿瘤中发挥不同的功能，并解释其中的分子机制。本研究有助于我们更全面地理解NRSF在肿瘤发生中的作用。

神经元限制性沉默因子（NRSF/REST）是一种锌指（zinc finger）结构蛋白，作为一种转录调控因子，其主要功能是介导组蛋白去乙酰化作用，从而对靶基因进行负调控作用。NRSF在调节干细胞自我更新和决定神经细胞分化过程中发挥重要作用，是神经系统发育的关键开关，在心脏发育中也扮演重要角色。近年来的研究发现，NRSF可能也参与了肿瘤的发生和发展，并且在不同肿瘤类型中所扮演的角色不尽相同，尽管有临床数据的相关性，但缺乏在体内研究的直接证据。我们利用条件性基因敲除的方法，获得了在肝脏中敲除NRSF基因的小鼠，对基因敲除小鼠和野生型小鼠分别利用二乙基亚硝胺（DEN）进行肝癌的诱导，研究结果表明，和野生对照相比，NRSF基因敲除后肝癌的发生率有明显的下降，肿瘤生长速度降低，但并未杜绝肿瘤的发生，表明NRSF只是影响了肿瘤的进展。用人肝癌细胞系HepG2细胞的研究发现，敲低NRSF的表达可以显著降低肿瘤细胞的生长和迁移。进一步的分子和生化研究发现，敲低HepG2细胞中NRSF基因的表达影响了AKT/STAT3信号通路，其磷酸化水平下降，同样的影响也在肝脏NRSF条件性敲除的小鼠中被观察到。对48例肝癌临床样本的组织芯片研究表明，只有22%的病例没有观察到NRSF表达的不同，其中55%癌组织中NRSF的表达要高于癌旁组织。对肝癌病人基因表达谱的大数据分析表明，肿瘤NRSF低表达的病人具有较长的存活期。我们的这些研究表明，NRSF在肝癌中存在异常的表达，并对肿瘤的进展产生较大的影响。NRSF在肝癌中的表达可能可以作为临床判断预后的一个重要指标。