KLF4的调控机制及在肿瘤发生发展中的功能研究

KLF4是一个锌指转录因子，在细胞增殖、分化、周期调控、凋亡及胚胎发育中发挥重要作用，是体细胞重编程为诱导多能干细胞的重要转录因子之一，具有癌基因及抑癌基因的双重活性，并与肿瘤转移密切相关。在不同组织、不同细胞中，KLF4具有不同的协同因子、不同的靶基因，或在不同背景下对相同靶基因发挥其不同的转录活性，因此，其本身的表达必然会受到精密调控。目前对KLF4的生物学功能已有广泛的研究，但对其表达调控研究甚少，深入研究KLF4基因表达调控机制将有助于更进一步了解KLF4的生物学功能。本研究将在前期工作基础上，以食管癌组织和细胞以及KLF4 -/-的MEF细胞为主要研究材料，从转录因子调控、miRNAs调控、泛素化及SUMO化修饰等多个层面，系统探讨KLF4调控的分子机制，阐述KLF4癌基因或抑癌基因的双重活性的转换机制，研究KLF4的调控在肿瘤发生发展中的作用，为肿瘤的个体化治疗奠定分子基础。

KLF4是一个锌指转录因子，具有癌基因及抑癌基因的双重活性，并与肿瘤转移密切相关，其本身的表达必然会受到精密调控。本研究围绕KLF4表达调控机制，从转录水平及翻译后修饰（泛素化及去泛素化修饰）等方面进行深入探讨，了解KLF4调控紊乱在肿瘤发生发展及侵袭转移中的作用。研究分为几个部分：PPARγ调控KLF4的功能及分子机制研究，KLF4的泛素化、去泛素化酶的鉴定及功能机制研究。. 发现PPARγ可以作为转录因子调控KLF4的表达，明确KLF4在PPARγ激动剂抗肿瘤作用中的重要作用，明确KLF4介导的PPARγ激动剂诱导的细胞周期阻滞。KLF4介导PPARγ激动剂对这些基因的表达调控，干扰KLF4的表达可以减弱细胞对PPARγ激动剂的敏感性。. 利用泛素结合相关基因siRNA文库筛选可能参与KLF4泛素化的E3连接酶复合体成分。通过筛选文库，得到若干可能参与KLF4泛素化修饰的泛素结合相关基因，主要是某些CUL家族成员和部分F-box蛋白、SOCS蛋白，它们作为候选基因进入后续的研究。选定F-box家族蛋白FBXO32作为研究对象，证明FBXO32能够促进KLF4的泛素化，显著降低KLF4蛋白水平和半衰期，FBXO32调节了KLF4的泛素化降解。验证了FBXO32与KLF4的相互作用，确定了KLF4蛋白与FBXO32蛋白相互作用的结构区域，确定FBXO32蛋白通过其F-box结构域与KLF4蛋白结合，发现FBXO32泛素化降解KLF4可能参与影响乳腺癌的侵袭转移能力。. 发现KLF4介导TPA诱导的S100A14转录调控，在S100A14 转录起始位点上游存在三个保守的KLF4结合位点，TPA可以促进KLF4直接结合至S100A14启动子区的后两个位点，并促进其转录激活。在乳腺癌中，TPA通过诱导KLF4的表达以及促进其直接结合至S100A14启动子区从而在转录水平调控了S100A14的表达，进而促进了乳腺癌细胞的迁移能力；我们还发现KLF4可以直接结合于keratin 13基因启动子区，促进了KRT13的转录，参与对食管癌上皮细胞分化的调节。KLF4通过介导了食管上皮细胞中分化相关基因尤其是keratin 13的表达，对食管癌上皮细胞由增殖进入分化状态的过程起到了重要的调控作用，KLF4的表达或功能失调是导致食管上皮细胞恶性转化和异常分化的原因之一。