FAT4在胃癌转移中的作用研究

Gastric cancer (GC) is one of the most common malignant tumors in China. Malignant GC is highly metastatic and incurable. However, the molecular mechanism of GC metastasis remains undetermined. To identify the genetic mutations that underlying GC metastasis, through exomic sequencing, we have found FAT4 somatic mutations occurred specifically in three GC hepatic or ovarian metastatic foci, but not in the original GC tissues. In addition, through Sanger target sequencing, we observed frequent FAT4 point mutation or LOH in metastatic foci of GC in 16 of 40 additional samples. The data provide compelling genetic evidence that FAT4 mutations may play an important role if GC metastasis. Furthermore, we found that the invasion and migration abilities of GC cells were significantly enhenced by down-regulating FAT4 expression. Based on our preliminary data, we hypothesize that FAT4 play an important role inhibiting GC metastasis. To test this hypothesis, we propose to assess the detailed molecular mechanisms underlying FAT4 in GC metastasis by molecular, cellular, and animal model studies. The derived results from these studies will reveal the molecular mechanisms of GC progression and provide newly targeted therapeutic strategies to prevent GC metastasis.

胃癌是我国常见恶性肿瘤之一，尽管对胃癌的诊断和治疗取得了很大的进展，但对广泛转移的胃癌仍缺乏有效手段。有关胃癌转移的分子生物学机制仍不十分清楚。我们前期对5例胃癌组织及其肝脏或卵巢转移灶进行外显子测序发现，其中3例胃癌的转移灶中存在FAT4基因突变。随后，我们对40例胃癌组织及其转移灶的FAT4基因进行测序分析，又发现16例转移灶存在FAT4基因点突变或LOH。这些结果表明FAT4基因突变可能参与了胃癌转移的发生。且体外细胞功能实验显示，FAT4具有抑制胃癌细胞迁移和侵袭能力。据此，我们提出假说：FAT4可能作为胃癌转移抑制基因在胃癌进展过程中发挥着重要作用，为验证这一假设，我们将从分子、细胞、组织以及动物整体水平等多方面探讨FAT4在胃癌转移中的重要作用，明确FAT4调控胃癌转移的作用机制。本研究将从FAT4这个新视点为揭示胃癌转移的发生机制奠定基础，并为胃癌及其转移的防治提供新的策略。

本项目旨在研究FAT4在胃癌转移中的作用机制。项目的主要研究工作及进展包括：1）免疫组化和RT-PCR分析显示，FAT4在胃癌组织中的表达低于正常胃上皮组织。FAT4低表达与胃癌的不良预后、肿瘤大小及浸润、淋巴结转移及远处转移相关。多因素分析表明，TNM分期、淋巴结转移、远处转移、Lauren分型及FAT4表达是胃癌的独立预后因子。2）甲基化特异性PCR分析显示胃癌组织及细胞株中FAT4启动子甲基化增高，FAT4启动子高甲基化与FAT4低表达及不良预后相关；5-杂氮-2'-脱氧胞苷去甲基化能增加胃癌细胞中FAT4表达。3）CRISP-CAS9技术敲除FAT4基因，敲除FAT4基因的BGC-823细胞增殖、迁移和侵袭能力明显增加，裸鼠种植模型肿瘤快速生长并转移。4）Label free定量蛋白质组学显示敲除FAT4基因的BGC-823细胞蛋白质谱差异显著；酵母双杂交筛选出FAT4互作蛋白KIBRA及MST2，敲除FAT4基因的BGC-823细胞中FAT4、KIBRA及MST2等表达降低，YAP/TAZ表达水平增加。5）全外显子测序及Sanger测序显示FAT4基因点突变或杂合子丢失情况在胃癌转移灶中是一个频发事件。上述研究工作及成果表明，FAT4启动子甲基化及基因突变使FAT4表达降低或缺失，促进了胃癌的转移并导致预后不良；FAT4作为Hippo信号通路的上游信号输入因子在胃癌发展中起作用。项目从分子、细胞、组织以及动物整体水平等多方面探索了FAT4在胃癌转移中的重要作用，明确了FAT4调控胃癌转移的作用机制，为胃癌及其转移的防治提供了新策略。6）课题组还对一个家族性胃癌家系进行检测，发现了ATM基因的2个突变（ATM NM_000051.3:c.3609delT，p.Y1203fs， c.3668A＞G, p. N1223S）,首次报道了中国胃癌患者中的ATM致病突变与胃癌易感的相关性。在本项目资助下，已发表了6篇学术论文，包括发表在European J Cancer等重要期刊的研究性论文。相关成果参加多次国内外学术会议交流，支持4名研究生及1名科研助理的培养，并促进项目负责人在各方面取得较大的进步。