Snail介导乳酸调控TAZ促进肺癌细胞侵袭迀移的分子机制研究

We recently found that the lactate from tumor microenvironment stimulated the TAZ-dependent induction of the invasive and migratory potential of lung cancer cells. Preliminary functional analysis indicated that activation of TAZ by lactate was dependent on DNA methyltransferase 1 (DNMT1). We also demonstrated that hypermethylation of the promoter of tumor suppressor gene LATS1 induced by DNMT1 led to activation of TAZ. Our previous work has also strongly implicated that Snail mediated the lactate-induced up-regulation of DNMT1. However, the mechanistic basis for Snail-mediated up-regulation of DNMT1 and TAZ-induced EMT remain to be clarified. Therefore, we will utilize a combination of biochemical, molecular and genetic techniques to delineated lactate/Snail/DNMT1 pathway in the regulation of TAZ and determine the mechanisms by which TAZ induces EMT, which may be exploited therapeutically for management of lung cancer metastasis.

我们最近研究发现，肿瘤微环境中乳酸通过增强TAZ表达促进肺癌细胞侵袭迁移。初步的分子机制分析表明，乳酸通过上调DNMT1表达，增强LATS1启动子甲基化而激活TAZ；同时，我们亦发现乳酸通过诱导Snail的表达而上调DNMT1。但是，Snail介导乳酸上调DNMT1表达以及TAZ增强肺癌细胞侵袭迁移能力的详细机制仍待阐明。基于此，本项目拟综合运用分子生物学及细胞生物学技术，在细胞和动物水平深入研究，揭示肿瘤微环境中乳酸如何经Snail介导调控DNMT1表达，以及TAZ促进肺癌侵袭迁移的分子基础，为阐明肺癌转移的分子机理及其临床治疗提供理论依据和分子靶点。

癌细胞的一个基本特性是重新编程能量代谢，以便将葡萄糖消耗与大分子生物合成结合起来，从而促进快速增殖的肿瘤细胞的存活。本项目重点关注由肿瘤代谢重塑而导致微环境中积累的乳酸在肺癌侵袭迁移中的作用及分子机制, 在分子和细胞水平进行了三方面的探讨。首先我们探究了Snail介导乳酸调控TAZ促进肺癌细胞侵袭迀移的分子机制。在该研究中我们阐明了肿瘤代谢重编程是如何调控在免疫逃逸以及细胞迁移中起重要作用的TAZ蛋白的活性。明确了DNA 甲基转移酶1 （DNMT1）和LATS2/TAZ在肺癌细胞中的反馈回路，即DNMT1被细胞外乳酸上调， 甲基化TAZ负调控蛋白LATS2激酶的启动子从而激活TAZ活性；同时，TAZ正激活DNMT1的转录；其次我们阐明了乳酸诱导的Snail/STAT3信号通路促进乳酸受体GPR81表达。在这个课题中，我们证明了乳酸诱导的GPR81是由信号转导和转录激活因子3 (STAT3) 介导的。乳酸上调转录因子Snail并诱导Snail/ EZH2 / STAT3复合物的组装。在这种三元复合物中，STAT3活性大大增强。因此，乳酸激活的STAT3直接结合GPR81启动子并激活其表达。这些发现揭示了GPR81在癌细胞中高表达是由其配体乳酸调节的分子机制；这些结果均为进一步阐明肺癌转移的分子机理提供理论依据，并为肺癌的临床诊疗提供干预靶点。