POSTN阳性结直肠癌相关成纤维细胞的活化及促癌机制研究

It is reported that cancer associated fibroblasts (CAFs) from different origins may have a different even inverse function on the aggressive phenotypes of patients with colorectal cancer (CRC). We found that POSTN(+)CAFs in CRC facilitate the aggressiveness phenotypes of CRC cells and predicate a unfavorable prognosis. However, the activation mechanism of POSTN(+)CAFs is unknown. Further study in our lab demonstrated that nuclear YAP1 expression enriched in POSTN(+)CAFs from CRC specimens. It has been reported that nuclear YAP1 is extremely important for the activation of CAFs in breast cancer. So we hypothesis that POSTN or/and YAP1 are the key mechanism for activation of CAFs in CRC. In this proposal, we firstly investigate the effects of CAFs after the alteration of POSTN or YAP1expression on its function including ECM remodeling, vascular growth and cancer facilitating; and then construct the signaling networks between CAFs and corresponding co-culture CRC cells and further select the key signaling for validation. Finally, we assess the prognosis prediction power of POSTN, YAP1 and molecules in the key signaling for construct a new predictor. The work if be finished in this grant may provide not only important information for the study of activation mechanisms of CAFs in CRC and but also new targets for the targeting treatment and prognosis diagnosis.

据报道不同癌相关成纤维细胞（CAFs）对结直肠癌（CRC）恶性表型的作用不同甚至相反。申请人发现POSTN(+)CAFs促进CRC恶性表型，与患者不良预后相关，但其活化及促癌机制不清楚；进一步实验发现POSTN(+)CAFs胞核中YAP1显著富集，且YAP1对乳腺癌CAFs的活化作用已证实，提示POSTN或/和YAP1可能是CRC中CAFs活化的关键分子。围绕该假设，本项目将：①评价POSTN或YAP1表达改变对CAFs基质重塑、血管重建及促癌功能的影响；②构建POSTN或YAP1敲低所干涉的“CAFs-CRC细胞”交互信号网络，对关键的“配体-受体-转录因子”信号进行验证；③利用大样本组织芯片评价关键信号分子与POSTN或YAP1单独或联合后对CRC预后预测的效果。课题完成后，不仅为深入研究CRC中CAFs的活化机制提供基础，而且为CRC的靶向治疗和预后预测提供潜在干预靶点和预测标志。

POSTN是一种分泌性胞外基质蛋白，能通过与整合素作用而激活PI3K-AKT信号，参与组织发育和再生等过程，在心脏病和伤痕愈合中具有关键作用。我们课题组前期发现结直肠癌（CRC）成纤维细胞（CAF）中含有高比例的POSTN-CAF，其丰度和CRC患者的转移和预后不良密切相关，但其分子机制不清楚。在本项目中，我们发现：（1）POSTN-CAF可通过POSTN等分子对CAF、CRC细胞以及巨噬细胞等进行激活，并在肿瘤微环境的重塑中发挥关键作用；（2）肿瘤组织中浸润的巨噬细胞、中性粒细胞和抑制性T细胞等和POSTN-CAF存在信号交流，这三种细胞在CRC中的浸润程度和CRC患者的不良预后具有显著关系，其联合模型可准确地对CRC患者进行预后分层；（3）POSTN-CAF中的VIM受到CRC细胞中PPM1H的间接调节，该过程涉及PPM1H-TGFB-VIM信号，证明肿瘤细胞是微环境重塑的关键点，也发现PPM1H和VIM联合是一个新的CRC预后模型；（4）SHP2可能参与POSTN对AKT信号的激活作用，联合药物筛选发现SHP2抑制剂SHP099与AKT、FAK等靶向抑制剂对CRC具有较强的协同致死效应；（5）WDR54和UBR5在CRC中表达升高，其高表达指示患者不良预后，进一步发现二者均能促进CRC的体外生长、侵袭、迁移和体内成瘤作用。总之，本课题围绕POSTN-CAF和POSTN揭示了CRC相关成纤维细胞的活化机制及其促癌作用，也揭示了CAF与肿瘤微环境中不同免疫细胞之间的关系及其联合预后作用，证明POSTN-CAF是CRC进展和恶性表型形成的关键分子之一，证明POSTN与CRC免疫微环境重塑有显著联系，这些结果为今后深入研究POSTN在CRC微环境中的作用打开了思路，为POSTN抗体药物的使用和POSTN作为CRC预后预测标志提供了重要基础。