斯钙素2通过活化AMPK/STAT3信号诱导卵巢癌顺铂抵抗的机制研究

Ovarian cancer occurs with low frequency, but with high mortality due to resistance to cisplatin chemotherapy. Therefore, understanding of the systematic cisplatin resistant mechanism is the key to improve ovarian cancer survival. Studies have shown that DNA repair and autophagy may mainly mediate ovarian cancer resistance to cisplatin. The preliminary data of this project indicate that Stanniocalcin 2 （STC2） may induce ovarian cancer chemoresistance to cisplatin through facilitating DNA repair and autophagy. We found that STC2 was highly expressed in both ovarian cancer cell lines and tissues. Overexpression of STC2 activates the AMPK-ATM signaling to strengthen DNA repair, and upregulates the phosphorylation of STAT3 at Ser727 and its nuclear localization to promote autophagy, which eventually induces ovarian cancer resistance to cisplatin treatment, which may be the key mechanism of STC2-induced cisplatin resistance and the major scientific hypothesis of this project. This project, at the levels of molecules, cells, animals, omics and human clinical specimens, is aimed to investigate the signaling of DNA repair induced by AMPK-activated ATM and autophagy induced by phosphorylation of STAT3, as well as the related clinical significance, to systematically elucidate the STC2 signaling-induced resistance of ovarian cancer to cisplatin. The fulfillment of this project may uncover some novel molecular targets associated with ovarian cancer cisplatin resistance, which may provide both theoretical and practical evidence for precise treatment of ovarian cancer and for effective improvement of ovarian cancer patient survivals

卵巢癌发病率低但因对顺铂等化疗抵抗而死亡率极高，因此探明顺铂抵抗的系统机制是提高卵巢癌生存的关键。研究表明DNA修复和自噬可能主导卵巢癌对顺铂化疗抵抗。本课题前期数据提示斯钙素2（STC2）可能通过促进DNA修复与自噬诱导卵巢癌细胞对顺铂抵抗。我们发现STC2在卵巢癌细胞系和组织中高表达，过表达STC2活化AMPK-ATM信号、促进DNA修复，上调STAT3S727磷酸化和细胞核内定位、增强自噬，最终诱导卵巢癌细胞对顺铂抵抗，因而可能是STC2诱导顺铂抵抗的关键机制和主要科学假说，但需要大量研究来验证。本项目拟从分子、细胞、动物、组学和临床组织水平分别研究AMPK活化ATM促进DNA修复和STAT3磷酸化诱导自噬的途径及其临床意义，全面阐释STC2信号诱导卵巢癌顺铂抵抗的机制。本项目的完成有望发现全新的卵巢癌顺铂抵抗相关靶向分子，为精准治疗卵巢癌和提高卵巢癌患者生存提供充分的理论和实践依据

STC2属于斯钙素家族。STC2作为分泌糖蛋白激素的一员，已被证实参与多种肿瘤的进展。但它在卵巢癌中的作用在很大程度上仍未被探索。此外，STC2以自分泌/旁分泌的方式发挥其功能，但其受体尚未被确定。在本研究中，我们证实STC2促进卵巢癌的增殖和化疗耐药。考虑到STC2在卵巢癌中的重要性，我们分离并鉴定了卵巢癌中的STC2受体。我们用co-IP和蛋白质质谱技术证明STC2可以与Cav1.2直接相互作用。Cav1.2作为一种STC2受体，在卵巢癌中抑制增殖并促进化疗敏感性。进一步研究表明，下调Cav1.2和过表达STC2激活STAT3信号通路，随后发现二者互作同时调控自噬和DNA损伤修复通路，最终促进细胞增殖和化疗耐药。然后我们深入地研究了STC2和Cav1.2在卵巢癌细胞中的相互作用，以阐明配体-受体信号在肿瘤进展中的作用。通过STC2N73A的糖基化位点突变，发现突变的STC2丢失了与Cav1.2相互作用的功能，同时对钙离子的内流和STAT3、DNA修复系统的一系列功能产生了巨大的影响；在高级别浆液性卵巢癌中STC2促进细胞增殖，抑制细胞侵袭转移，促进细胞对顺铂的耐药性；STC2可以通过自分泌的方式结合于细胞膜上发挥功能；STC2与电压门控钙离子通道Cav1.2相互结合，主要是降低Cav1.2在细胞膜上的分布，而导致胞内钙离子浓度降低，从而激活AMPK和STAT3信号通路；STAT3的活化调控DNA损伤修复和自噬，从而导致细胞对顺铂的化疗抵抗。最后，我们检测了STC2和Cav1.2在高级别浆液性卵巢癌组织中的表达，并分析了它们与临床特征的关系，以验证其功能。这些结果提供了卵巢癌顺铂抵抗的新靶标，为卵巢癌精准治疗和提高卵巢癌患者生存提供充分的理论和实践依据。