OVOL2蛋白通过抑制Notch信号调节结直肠癌血管渗透的机制研究

OVOL2 is a newly discovered tumor suppressor gene. Our previous study found that OVOL2 play an important role in epithelial mesenchymal transition of colorectal cancer. However, its role in the inhibition of tumor distant metastasis is still unknown. In the preliminary experiment in this project, we found that in the intestine of OVOL2 knockout mice, tumors can not only break into muscularis mucosae but also infiltrate into muscular vessels; In clinical specimens of colorectal carcinoma, OVOL2 expression decreased with tumor progression and accompanied by increased expression of DAB1 which is a key target gene of Notch signaling pathway; The subsequent transendothelial migration assay confirmed that OVOL2 can regulate the ability of extra- and intravasation of colorectal cancer cell, and the regulation depends on the inhibition of Notch signaling target gene DAB1; On the other hand, a series of molecular assay including immunoprecipitation results showed that the OVOL2 competes with NCID for binding to Rbpj and facilitates transcriptional co-repressors HDAC1 to inhibit the expression of Notch signaling target genes. In this project, we will systematically investigate the mechanisms of OVOL2 in regulating the extra- and intravasation of colorectal cancer cell by inhibition of the Notch signaling.

OVOL2 是新近发现的肿瘤抑制因子，我们之前的研究发现，OVOL2 在结直肠癌的上皮间质转化过程中发挥重要作用，然而其在抑制肿瘤远端转移的过程中的作用仍然未知。本项目前期实验发现，OVOL2基因敲除的小鼠肠道里，其肿瘤不但能够突破肠道基膜，并且能够浸润至肌层血管；在结直肠癌的临床标本中随着肿瘤的进展，OVOL2表达量下降的同时，伴随着Notch信号通路重要靶基因DAB1的表达上升；随后的跨内皮迁移实验也证实了OVOL2对血管渗透能力存在调节功能，且依赖于其对Notch信号靶基因DAB1的抑制；另一方面,免疫共沉淀等一系列分子实验结果显示，OVOL2蛋白与Notch信号通路中的NICD竞争性结合Rbpj，并增强Rbpj对HDAC1蛋白的募集能力，从而抑制Notch信号靶基因转录。本项目拟从分子、细胞、小鼠及临床标本等层次，系统研究OVOL2通过抑制Notch信号调节结直肠癌血管渗透的机理。

Notch信号通路在血管渗透过程中发挥关键作用。在结直肠癌转移过程中， Notch信号异常激活导致血管渗透，然而其抑制的调控因素并不清楚；OVOL2蛋白做为肿瘤抑制因子，在我们之前的研究发现，OVOL2在结直肠癌的上皮间质转化过程中发挥着重要作用，然而其在肿瘤远端转移的过程中的抑制作用仍然未知。本项目以OVOL2基因敲除小鼠的肠道肿瘤模型入手，观察到OVOL2的缺失使得肠道肿瘤出现向肌内血管渗透的现象，针对肿瘤组织的蛋白表达情况进行深入研究，发现Notch信号通路重要靶基因DAB1的表达量显著上升，随后在319例的结直肠癌病例标本中发现其表达水平与OVOL2的表达水平确实存在呈负相关趋势；而裸鼠尾静脉注射、盲肠壁原位注射结直肠癌细胞系等成瘤实验，以及细胞系跨内皮穿越实验中，本项目均证实了DAB1基因是OVOL2影响结直肠癌血管渗透的重要因素；针对OVOL2与Notch信号的具体调控分子机制，本项目应用报告基因实验、蛋白-蛋白、蛋白-DNA间相互作用等一系列分子实验技术，提出并证实了OVOL2蛋白能够与NICD竞争结合RBPJ，增强RBPJ对HDAC1蛋白的募集能力，从而抑制Notch信号活力来实现结直肠癌转移及血管内渗的能力调控。以上发现为结直肠癌的诊断与治疗提供新的思路的同时，也为结直肠癌标志物的开发积累了相应的理论和数据基础。