胰腺炎恶性转化基因调控网络中转录因子Sp1作为关键节点的调控机制

The malignant transformation of pancreatitis plays a critical role in the tumorigenesis of pancreatic cancer; however, the molecular mechanism of genome regulatory networks and critical node of pancreatitis malignant transformation is unknown. Our preliminary studies suggest that the transcription factor Sp1 act as potential critical node in pancreatic cancer. Under our previous studies, the high-throughput chip of chromatin immunoprecipitation (CHIP-chip) and gene chip assays were carried out to investigate the epigenetic modifications during the malignant transformation of pancreatitis. The recruitment of transcription factor Sp1 in inflammatory factor gene promoters and the level of histone acetylation or methylation of these gene promoters were deeply studied. Furthermore,the results were validated in animal model and the clinical sample. The aim of this study was to clarify the mechanism of the transcription factor Sp1-mediated inflammatory factor transcriptional activation and multi-dimensional regulation law of pancreatitis malignant transformation. The study will provide novel clues for the intervention and targeted therapy for pancreatitis malignant transformation.

胰腺炎恶性转化在胰腺癌的发生发展中发挥重要作用，但其确切机制不明，特别是缺乏胰腺炎恶性转化基因调控网络和关键节点的研究。课题组前期研究提示转录因子Sp1为胰腺癌发生潜在关键节点。本课题拟在前期工作的基础上，运用高通量染色体免疫共沉淀芯片（CHIP-chip）和基因芯片技术相结合的手段，辅之以生物信息学及分子生物学方法，分析胰腺正常组织、炎症组织、癌旁组织和癌组织不同阶段的动态分子事件，深入研究转录因子Sp1在胰腺炎恶性转化中相关炎性因子基因启动子区域招募情况，基因启动子区域组蛋白乙酰化及甲基化水平变化，阐明转录因子Sp1介导的相关炎症因子激活在胰腺炎恶性转化基因调控网络中的作用机制；同时在已建立的胰腺炎和胰腺癌模式动物以及临床样本库中验证，从整体层面对转录因子Sp1作为关键节点在胰腺炎恶性转化过程中的作用进行解析，揭示胰腺炎恶性转化的分子机制及多维调控规律。

胰腺癌是高度恶性的肿瘤之一，且在全球范围内发病率逐年增高，五年生存率低于5%，现已成为严重危害人类健康的疾病。大量的数据表明胰腺炎恶性转化在胰腺癌的发生、发展过程中扮演重要的角色，但其确切机制不明，既往的研究多仅限于单个信号分子或传导通路，特别缺乏胰腺炎恶性转化基因调控网络和关键节点的深入探讨。本课题组前期研究发现，以转录因子Sp1为代表的Sp /Krüpple样转录因子家族（Sp/Krüpplel-like factors family）在多种胃肠肿瘤中高表达，且参与肿瘤的发生发展，其作用不仅与调控细胞周期、分化、发育的关键基因有关，同时参与COX、NF-κB、NO、HIF、TGF-β等重要炎症因子的基因转录调控，提示Sp1可能是该基因调控网络的关键节点之一。本项目基于前期研究成果，发现Sp1在胰腺癌中高表达，与淋巴结转移（发生转移）、临床分期（进展期）呈正相关。Kaplan-Meier生存分析证实相较于低表达Sp1胰腺癌患者，高表达Sp1预后更差。进一步Cox多因素回归模型分析，Sp1表达水平可作为判定胰腺癌患者预后的独立因素之一。体外生物学功能实验发现高表达Sp1可促进胰腺癌细胞的增殖，迁移和侵袭。通过细胞因子悬液芯片和高通量分泌蛋白质谱进一步分析可能的分子机制，发现Sp1可调控一系列炎性因子、趋化因子、基质金属蛋白酶类发生改变。此外，我们也发现胰腺癌组织高表达Sp1与炎性微环境中M2型巨噬细胞呈正相关，Sp1与CD163共表达的胰腺癌患者，预后最差。体外实验亦证实Sp1可以调控巨噬细胞向M2表型转变。最后，通过对慢性胰腺炎、胰腺癌及配对癌旁标本进行RNA-seq及全基因组深度测序，发现胰腺炎症与胰腺癌组织在表达谱上非常相似，特别是表达下调的基因（可能与抑癌基因失活相关？），并进一步分析了潜在的炎癌转化动态基因调控网络及可能的关键节点，同时初步探讨了转录因子Sp1发挥的调控作用。今后的研究方向将集中于挖掘现有高通量组学数据，深入探究转录因子Sp1在该调控网络中的关键节点作用；并分析Sp1调控炎性微环境中炎性因子改变的分子机制；同时完善胰腺癌病人组织来源的肿瘤裸鼠移植瘤模型（PDTX）及靶向Sp1小分子抑制剂的研究。本项目的完成将为充分认识胰腺炎癌转变过程中的动态分子事件，以及临床发展阶段的分子分期提供可靠证据，进而发现潜在的预测和诊治胰腺癌的分子靶点。