RecQL4高表达促进乳腺肿瘤进展的分子机制

RecQL4 belongs to a family of RecQ helicase with DNA-unwinding activity. Loss of protein function due to gene mutations has been linked to a subset of human disorder- Rothmund-Thomson syndrome (RTS) characterized by premature aging and cancer predisposition. RecQL4 plays an important role in maintaining genome stability through participating in various DNA repair pathways. Based on our preliminary data in breast cancer cell lines, gain of 8q24, the chromosome region RecQL4 is mapped to, and subsequent overexpression of RecQL4 were observed in these lines. We further provided the prelimianry data showing that mRNA level of RecQL4 was increased over 3-fold in 88.4%(38/43) primary breast tumor samples examined when compared to normal breast tissues. However, it is not clear whether or not RecQL4 overexpression correlates with breast tumor progressoin. In this proposal,we will examine the RecQL4 mRNA and protein levels in primary breast tumor samples with different histological types, and the result will be used for correlating with their pathological parameters.The interacting protein network of RecQL4 that mediates the RecQL4 effect will be identified by the approaches of Co-IP plus LC-MS (Liquid chromatography-mass spectrometry)analysis. Meanwhile,RecQL4 knock-in mouse model with specific oeverexpression of RecQL4 in mammary tissues will be used to study the in vivo breast tumor progression related to RecQL4 overexpression. The overall aim of this application is to use the in vitro cell and in vivo animal models to define the molecular mechanism(s) of RecQL4 overexpression in promoting human breast tumor progression.

RecQL4是解旋酶家族中的一员，其编码区突变导致的基因功能的缺失可引起人类早衰以及肿瘤高发，RecQL4通过参与不同的DNA修复途径而在维持基因组稳定性方面起重要作用。我们的前期结果发现，在乳腺肿瘤细胞株中，染色体8q24区域拷贝数的增加可导致RecQL4在乳腺肿瘤细胞中的高表达；同时利用实时定量RT-PCR的方法证实:88.4%(38/43)的临床原发乳腺肿瘤其RecQL4 mRNA水平升高3倍以上；然而，RecQL4高表达是否与乳腺肿瘤的进展相关，目前还不清楚。本项目将搜集不同类型的临床乳腺肿瘤标本，检测其RecQL4 mRNA和蛋白水平的变化，并与临床病理指标相关联；同时利用免疫共沉淀结合蛋白质谱的方法寻找RecQL4的互作蛋白网络，并建立RecQL4在乳腺组织中特异高表达的小鼠模型，本研究目的是利用细胞及动物模型阐明RecQL4高表达促进乳腺肿瘤进展的分子机制。

RecQL4是解旋酶家族中的一员，其功能缺失可引起人类早衰及肿瘤高发，RecQL4通过参与不同DNA修复途径在维持基因组稳定性方面起重要作用。我们前期结果发现RecQL4在乳腺肿瘤细胞中高表达，但 RecQL4高表达是否与乳腺肿瘤进展相关目前还不清楚。本研究发现在乳腺肿瘤细胞中，RecQL4染色体位点（8q24）存在扩增，并且其蛋白表达水平与其扩增情况相一致。另外RecQL4 mRNA水平在多数临床乳腺肿瘤样品(38/43)中都有升高。在MDA-MB-453乳腺癌细胞中利用shRNA抑制RecQL4表达可明显抑制细胞克隆存活能力和致瘤能力。另外我们还发现RecQL4与重要的存活因子survivin相互作用，并影响其表达。我们的结果证实了RecQL4高表达促进人乳腺肿瘤进展过程。. 此外，我们还观察了RecQL4在胃癌组织中的过表达情况，以及参与肿瘤进展及化疗耐药形成的分子机制。我们观察到，相对于正常胃组织，70%以上胃癌组织中RecQL4的mRNA或蛋白质水平都显著增加。在原发性肿瘤中RecQL4高表达与胃癌病人存活期较短存在明显相关，而且RecQL4高表达的胃癌细胞株显示出对顺铂耐药性的增加。分子机理揭示了，RecQL4通过与转录因子YB1互作，促进多药耐药基因MDR1转录的新作用。另外在內源RecQL4低表达并对顺铂敏感的胃癌细胞中特异表达RecQL4，可发现明显升高的YB1磷酸化及MDR1活化水平，相应的肿瘤细胞对顺铂抗性显著提高；相反，在內源RecQL4高表达并对顺铂处理耐受的胃癌细胞株中抑制RecQL4表达水平，YB1磷酸化及MDR1活化水平都得到明显抑制，并明显提高肿瘤细胞对顺铂处理的敏感性。我们的研究结果首次揭示了RecQL4高表达参与调控胃癌细胞对顺铂类药物耐药产生的分子机制，为胃癌临床治疗提供了新的耐药检测标志物及治疗靶标。