转移相关蛋白3调控食管鳞癌转移起始的分子机制

转移是我国高发恶性肿瘤食管鳞癌致死的主要原因。申请者长期研究的转移相关蛋白3（MTA3）是核小体重组和去乙酰酶（NuRD）复合物的重要亚基。前期研究发现：①病人标本和细胞培养中MTA3水平与转移起始关键蛋白表达密切相关；②天然药物单体能够升高MTA3并抑制转移起始通路；③转基因小鼠实验也表明MTA3调节乳腺癌的浸润转移。据此，我们认为MTA3可能是控制食管鳞癌转移起始的主导基因。本课题拟在原创性前期工作基础上，①应用细胞培养和活体成像技术, 在体外和体内证明MTA3是控制食管鳞癌转移起始的开关；②用药物单体处理细胞和食管鳞癌小鼠模型，进一步在细胞和整体水平证实MTA3控制转移起始的开关作用；③最后在分子水平探讨调节组蛋白去乙酰化是MTA3调控食管鳞癌转移起始的机制。本课题针对转移的起始环节，探讨引发食管鳞癌转移的源头机制，对揭示食管鳞癌转移的调控机理和开发新的抗转移药物具有重要意义。

本项目自立项以来，在基金委的支持下，在本课题组的共同努力下，不仅取得了相应的研究成果（见下文）， 并充分应用这一课题的资助，针对当地食管癌高发的情况（潮汕地区是我国唯一沿海食管癌高发地区），充分发挥病源丰富和课题主持人研究背景的优势，开展了建库（建立了食管癌标本库），建模（建立了食管癌小鼠模型：化学诱导结合基因敲除技术）和建队伍（建立了以本课题为中心的食管癌研究队伍，其中一人已经在本课题基础上获得一项国家自然科学基金）。申请人根据原计划应用体外细胞培养和临床标本证明了MTA3在调节食管鳞癌转移中起重要作用。在研究过程中又有新的发现：MTA3不仅调节转移浸润，也对细胞增殖生长有作用，且通过与以往不同的分子通路。在研究过程中，发现MTA3食管癌转移调控的路径中，可能有别于乳腺癌，通过其它新的通路调控肿瘤转移。具体成果包括：1. 建立数个MTA3稳定过表达和敲除的食管鳞癌细胞株，研究MTA3表达上调或下调对肿瘤细胞侵袭能力、细胞活力、克隆形成能力和非锚定生长依赖性能力等多个关键指标的影响，结果表明MTA3不仅影响肿瘤细胞侵袭能力，还影响细胞存活。2. 从分子水平上阐明了MTA3的抑癌机制，证明了MTA3与数个经典通路或新的信号通路的关系。应用稳定转染技术，证明在食管鳞癌细胞中过表达MTA3可有效上调细胞周期关键基因p21和肿瘤转移相关基因KLF4等关键分子的表达。进一步研究发现了MTA3潜在下游基因还包括了PTPRO和Pak1等。3. 挖掘了MTA3的临床转化应用价值。通过药物实验，我们发现天然药物单体EGCG抑制食管癌细胞增殖，且浓度梯度依赖性上调MTA3表达，提示MTA3是EGCG潜在的药物靶点。4. 证实MTA3可以作为临床预后与诊断的指标。完成了49例食管鳞癌石蜡包埋组织标本的免疫组化分析，并结合临床随访资料，证明MTA3低表达是食管鳞癌患者不良预后指标。5. 建立了相应的食管鳞癌动物模型。应用4-NQO成功建立了化学诱导食管癌模式小鼠，为进一步深入研究MTA3及其相关基因功能打下坚实基础。本课题研究成果为抑制食管鳞癌转移提供了理论基础，对将MTA3转化成临床诊断和治疗靶点具有重要指导意义。