FAT非典型钙黏素的遗传学及表观遗传学失活在舌癌发生发展中的作用及分子机制研究

Tongue cancer is a common head and neck carcinoma and seriously lower the quality of life and threat the survival of patients. The four vertebrate FAT atypical cadherins are orthologous to Drosophila fat tumor suppressor gene, but their function in the carcinogenesis and progression of cancer are still controversial, the underlying mechanisms how these genes are regulated and how these genes regulate the cellular signal pathway are still unknown. Our preliminary data shows that FAT1 was up-regulated and FAT4 was down-regulated in tongue cancer tissues, and knockdown of FAT1 inhibits the proliferation and migration of tongue cancer cells, which indicate that FAT1 plays oncogenic roles and FAT4 may be a tumor suppressor gene in tongue cancer. The goal of the proposed study is to analyze the expression of FAT genes in tongue cancer tissues and its relationship with DNA methylation, loss of heterozygosity, and gene mutation, to explore the roles of FAT genes and their cancer-related mutants in the proliferation, adhesion, migration, and the activation of cellular signal pathway of tongue cancer cells. Finally, we want to investigate the effect of FAT genes and their mutant on metastasis in vivo using high metastatic potential cell line. These studies will provide novel insights into the mechanisms that how FAT genes are dysregulated in tongue cancer and their roles in tumorgenesis and metastasis of tongue cancer, perhaps providing new therapeutic targets to battle this devastating disease.

舌癌是常见的头颈部肿瘤，严重影响患者的生命安全和生存质量。FAT非典型钙黏素与果蝇中Fat抑癌基因高度同源，然而人类中FAT的四个基因在肿瘤中的功能还存在争议，其表达的调控机制以及作用的分子机制目前还不清楚。本课题组的前期研究发现，FAT1在舌癌中表达升高而FAT4在舌癌中表达下降，而FAT1表达下调后抑制了舌癌细胞的增殖、迁移能力，我们推测在舌癌中FAT1可能是促进因子，FAT4可能是抑制因子，FAT2和FAT3的功能尚不清晰。本课题应用分子生物学技术，首先系统分析舌癌样本中四个FAT基因表达水平与拷贝数变化、DNA甲基化以及基因突变的关系，其次探讨这四个基因对舌癌细胞增殖、迁移、粘附能力的影响以及相应的分子机制，同时分析相应的突变对舌癌细胞生物学行为的影响以及对信号通路活化的影响，最后分析这些基因以及相应的突变对舌癌细胞体内转移能力的影响，为发现新的舌癌治疗靶标提供理论和实验依据。

舌癌是常见的头颈部肿瘤，严重影响患者的生命安全和生存质量。FAT非典型钙黏素与果蝇中Fat抑癌基因高度同源，然而人类中FAT的四个基因在肿瘤中的功能还存在争议，其表达的调控机制以及作用的分子机制目前还不清楚。本课题按照研究计划，分析了FAT1、FAT4在舌癌样本及头颈部鳞癌样本中的突变情况，发现FAT1、FAT4基因在舌癌中的突变率并不是很常见，公共数据库中显示的一些突变位点在中国人群中与肿瘤的发生并没有明显的关系。定量PCR以及生物信息学分析发现FAT1 mRNA在舌鳞癌组织中的表达明显高于癌旁组织，与FAT1的相关位点的变异、DNA的甲基化没有明显的关系，而FAT4 mRNA在舌鳞癌组织中的表达低于癌旁组织，与TP53、FAT4的突变也没有相关性。制作组织芯片，通过免疫组化分析FAT1、FAT4在舌癌样本及癌旁组织中蛋白水平表达的差异及其与临床分期、预后的相关性，发现FAT1蛋白水平在舌癌组织中的表达明显高于癌旁组织，而且其在肿瘤侵袭前沿的高表达与肿瘤的不良分化密切相关，但是与肿瘤患者的总体生存没有明显关系，而FAT4蛋白水平在舌癌组织中的表达也明显高于癌旁组织，而且其表达水平与肿瘤的分化、分级密切相关，FAT4蛋白的高表达预示肿瘤患者的预后不良。采用siRNA敲降了FAT1、FAT4在舌癌细胞中的表达水平，结果显示FAT1基因敲降后舌癌细胞的增殖能力、迁移能力明显受到抑制，凋亡明显增加，同时细胞内Hippo/YAP信号通路的活化受到显著抑制。而FAT4的敲降效果不理想，定量PCR扩增的Ct值偏高，Western Blot鉴定的条带不明显，对舌癌细胞本身的功能没有明显的影响，可能是由于在舌癌细胞中FAT4的表达较低所致，利用文献的单细胞测序结果分析显示FAT4在肿瘤相关的成纤维细胞中的表达较高，因此课题组分离了口腔鳞癌组织的肿瘤相关的成纤维细胞（CAFs）进行原代培养，拟通过shRNA敲降CAFs中FAT4的表达，观察FAT4对CAFs生物学行为的影响以及在共培养条件下对舌鳞癌细胞增殖、移动能力的影响，相关研究正在进行中。基本完成了研究计划所列实验项目，部分实验目前还在继续进行中。已经发表研究论文6篇。