FOXO4/PI3K/AKT信号通路在肝细胞癌复发转移中的作用及机制研究

Hepatocellular carcinoma (HCC) is a regional high prevalence malignant tumor in the Guangxi. The high incidence of metastasis and recurrence is the key to the prevention and cure of HCC. FOXO4 is a crucial suppressor in the downstream of PI3/AKT signal pathway, which is related to cell proliferation and apoptosis and play an important role in the process of tumorigenesis. In the previous studies, we found that the expression levels of FOXO4 in the HCC tissues were significantly higher than that in adjacent normal tissue, and were positively correlated with prognosis and expression of a biomarker of epithelial-mesenchymal transition (EMT), E-cadherin. Based on the previous study about role of FOXO gene families related microRNA in HCC, We got the hypotheses that FOXO4 and its related miRNAs may be associated with HCC metastasis and recurrence by PI3/AKT signal pathway. In this study, we will use association study in a large sample of HCC patients and in-vitro experiments to find the role of FOXO4 and its related microRNA in HCC metastasis and recurrence. We set out to find out the molecular regulation mechanism of FOXO4 in EMT process of HCC by PI3K/AKT signaling pathway. Additionally, in vitro animal experiments, we will simulate this process to further prove the molecular mechanism. We will find out the detail role of FOXO4 in HCC metastasis and recurrence, which provide the potential new evidence for targeting therapy and prognosis predicting.

肝癌是广西区域性高发的恶性肿瘤，其高转移复发是制约整个肝癌防治的关键。抑癌基因FOXO4是PI3K/AKT信号通路一个重要的下游分子，与细胞增殖/凋亡密切相关，在肿瘤形成过程中发挥重要作用。预实验发现肝癌中FOXO4的表达明显低于癌旁组织，并与EMT标志物E-cadherin的表达及患者预后相关。基于前期对FOXO相关miRNA在肝癌中的作用研究，我们推测FOXO4及其相关miRNA可能通过PI3K/AKT信号通路参与肝癌的复发转移。本项目拟采用大规模临床肝癌样本的关联研究结合体内外实验方法，研究FOXO4及其相关miRNA在肝癌复发转移中的作用，探讨FOXO4及相关miRNA通过PI3K/AKT信号通路参与EMT影响肝癌复发转移的分子调控模式，并用裸鼠肝原位成瘤及肺转移实验进一步验证，详细揭示FOXO4在肝癌复发转移过程中的作用及分子机制，为肝癌潜在的诊治靶标及临床预后预测提供新线索。

广西是肝癌高发地区，为了深入了解肝癌发生发展的分子机制，本项目建立了一个以广西医科大学附属肿瘤医院为基础的肝癌队列，并建立了相应的临床信息数据库和组织样本库。抑癌基因FOXO4是PI3K/AKT信号通路一个重要的下游分子，与细胞增殖/凋亡密切相关，在肿瘤形成过程中发挥重要作用。本研究综合利用TCGA数据库、课题组肝癌样本及公共在线预测网站分析了miR-5589-5p、miR-5589-3p、miRNA-1266等miRNAs在肝癌组织中的表达水平及功能研究。同时基于FOXO4/PI3K/AKT信号通路及TCGA数据库的数据挖掘发现两个尚未获得报道的lncRNAs：FAM99B和LINC02499，与通路蛋白FOXO4一样在肝癌组织中呈现明显的低表达趋势，且与肝癌患者的预后显著相关。研究结果显示：应用miRNAs靶基因预测网站预测靶向FOXO4的miRNAs，并利用TCGA数据库进行miRNAs差异表达分析，发现FOXO4可能是miR-5589-5p和miR-5589-3p的靶基因，其表达水平可能受miR-5589-5p和miR-5589-3p的调控进而被抑制，这两个miRNAs可能作为潜在的抑癌因子在肝癌发生发展中发挥重要作用；qRT-PCR结果显示miRNA-1266在肝癌组织中高表达，并且与肿瘤分化程度、甲胎蛋白水平相关；其候选靶基因ATG7在肝癌组织中的表达水平低于癌旁组织，二者存在负相关关系。过表达miRNA-1266可促进肝癌细胞Hep G2的增殖能力，相反抑制其表达Hep G2的增值能力也被抑制，推测miR-1266可能通过调控ATG7的表达促进肝癌细胞的增值进而促进肝癌的发生发展；TCGA数据库、GEO数据库及本课题组组织样本的qRT-PCR结果均显示，肝脏特异性lncRNA FAM99B和LINC02499在肝癌组织中表达下调，且在肝癌组织的诊断中具有较高的诊断效能，其表达下调与肝癌患者的恶性表型和不良预后显著相关。此外，过表达FAM99B/LINC02499可在体外显著抑制肝癌细胞的增值、迁移和侵袭能力，敲低则相反。通路富集分析结果提示，FAM99B/LINC02499可能通过调控代谢和凝血级联等通路发挥其抑制HCC肿瘤形成和发展的作用。这些结果将有助于提高我们对HCC发生发展分子机制的认识，并可能帮助实现HCC患者的早期诊断和预后预测。