FOXD3通过DRAP1/p53信号通路增强结直肠癌细胞对5-FU敏感性的机制研究

5-Fluorouracil (5-FU) - based chemotherapy is the first-line treatment for colorectal cancer, however, the resistance to 5-FU has been considered as the main obstacle for colorectal cancer therapy, the resistance mechanism of 5-FU is related to the mutation of cancer-related genes such as p53 and epigenetic changes. Our previous study found that FOXD3 was a functional tumor suppressor gene regulated by methylation and frequently happening in colorectal cancers, FOXD3 can enhance the cytotoxicity of 5-FU by DRAP1 in colorectal cancer cells. Further research demonstrated that there was a positive correlation among FOXD3, DRAP1and p53. Therefore, we hypothesized that FOXD3 increased the sensitivity of 5-FU via DRAP1/p53- mediated pathway. Based on the above study, we will focus on DRAP1, and discuss the possible relationship among FOXD3, DRAP1, p53 and 5-FU through bioinformatics technology，gene transfection, chemical inhibitors, RNAi and other molecular biological techniques. Finally, we will try to clarify the possible molecular mechanism that FOXD3 potentiates the sensitivity of 5-FU in colorectal cancer cells, which may provid us a promising therapeutic target to improve clinical outcomes of 5-FU for colorectal cancer.

以5-氟尿嘧啶（5-FU）为基础的化疗是结直肠癌的一线治疗方式，然而，肿瘤耐药性是治疗肿瘤的主要障碍之一，5-FU的耐药机制包括p53等肿瘤相关基因的突变和表观遗传学改变。前期研究发现：FOXD3在结直肠癌中是一个经常发生的、受甲基化调控的抑癌基因，FOXD3可以通过增强DRAP1在细胞凋亡的作用从而增强肿瘤细胞对5-FU的敏感性并发挥抗癌作用，而FOXD3、DRAP1均与p53存在着正相关，因此，我们推测，FOXD3通过直接转录调控DRAP1，介导p53信号通路从而增强结直肠癌细胞对5-FU的敏感性。基于以上研究和分析，本项目将采用生物信息学技术和基因稳转染、化学抑制剂和RNAi等分子生物学方法，通过体内外实验研究FOXD3、DRAP1、p53和5-FU敏感性三者之间的关系，从而阐明FOXD3增强结直肠癌细胞对5-FU敏感性的分子机制，为结直肠癌的治疗提供新的靶点。

以5-氟尿嘧啶（5-FU）为基础的化疗是结直肠癌的一线治疗方式，然而，肿瘤耐药性是治疗肿瘤的主要障碍之一，5-FU的耐药机制包括p53等肿瘤相关基因的突变和表观遗传学改变。我们的研究表明， FOXD3转染后促进了5-FU对肿瘤细胞的凋亡作用。我们通过基因芯片研究发现上调FOXD3后，部分基因的表达也有所上调，结合基因芯片中显著上调的10个基因和BioGRID数据库，我们发现了一个共同的基因DRAP1。通过免疫组化等实验表明FOXD3通过增强DRAP1的作用促进肿瘤细胞的凋亡。在Western blot 检测发现， FOXD3/DRAP1/p53调控通路外，p53也可以正反馈调控FOXD3和DRAP1，形成一个闭环的复杂调控网络。进一步的实验提示，FOXD3蛋白能与p53蛋白相互结合，未能检测到FOXD3与DRAP1间的直接结合。将免疫共沉淀的蛋白送去LC-MS鉴定发现，与FOXD3结合的蛋白主要参与细胞凋亡和周期等的调控。在FOXD3转染细胞株中，经过5-FU处理后， DRAP1 siRNA细胞株的凋亡细胞比例较对照组更小，这说明DRAP1在FOXD3对细胞的凋亡作用起着重要作用。将DRAP 1转染至HCT 116细胞株后，在5-Fu的作用下，与空载对照组比较，DRAP1过表达的细胞株凋亡比例显著增加，通过Western blot实验发现p53的表达亦明显增加，提示在5-Fu作用下，DRAP1可能通过调控p53增加凋亡作用。以上实验提示FOXD3可能通过DRAP1/p53信号通路增强结直肠癌细胞对5-FU敏感性。