负性协同刺激分子B7-H1基因变异在胃癌发生发展过程中的作用机制研究

Our previous work lead to the identification of several important somatic mutations of B7-H1 in gastric cancer tissues and a single nucleotide polymorphism (SNP) associated with an increased risk of gastric cancer. Using a variety of clinical samples (tissues and peripheral blood of normal gastric mucosa, chronic gastritis, intestinal metaplasia, adenoma/atypical hyperplasia, early gastric cancer, and advanced gastric cancer, etc.) as well as relevant cancer cell lines, the current study aims to delineate the role of B7-H1 genetic variations and related regulatory mechanisms in the development of gastric cancer. Specifically, we will explore the correlation between B7-H1 genetic variations (including mutation, SNP, methylation, and splice variation) and mRNA/protein levels using various detection technqiues such as DNA sequencing, real-time PCR, western blotting, fluorescence reporter analysis, cell co-culture, and in vitro functional experiments, and then systemically investigate the role of B7-H1 in inducing T cell apoptosis and/or promoting the formation of epithelial-mesenchymal transition (EMT) and its participation in the development of gastric cancer. The findings of the proposed work will lead to a better understanding of B7-H1 genetic variations and associated regulatory mechanisms and facilitate the design of novel therapy targeting B7-H1 molecule in the treatment of gastric cancer.

本研究拟在青年科学基金项目研究发现胃癌组织中B7-H1基因存在体细胞突变及胃癌发生相关单核苷酸多态性（SNP）的基础上，围绕B7-H1基因变异在胃癌发生发展过程中的作用机制这一科学问题，以B7-H1基因变异为切入点，利用临床样本（正常胃黏膜、慢性胃炎、肠上皮化生、腺瘤/不典型增生、早期胃癌、进展期胃癌组织及外周血）和肿瘤细胞株为研究对象，采用DNA测序法、Real-time PCR法、Western blotting法、荧光报告基因分析和细胞共培养等技术，结合体外功能实验，系统研究B7-H1基因变异（突变、SNP、甲基化和剪接异构体等）通过影响mRNA和/或蛋白结构及表达，进而影响B7-H1诱导T细胞凋亡或促进上皮细胞间充质转化（EMT）形成的功能，从而参与胃癌发生发展的分子机制；为深入了解遗传变异在胃癌发生发展过程中的作用机制，以及设计以B7-H1分子为靶标的治疗途径奠定基础。

胃肠道肿瘤是最常见的恶性肿瘤之一。近年，我国胃肠道肿瘤发病率呈明显上升趋势。肿瘤的发生发展是一个包含癌基因激活和抑癌基因失活，并伴有遗传不稳定性的多因素、多阶段过程。阐明肿瘤发生机制，可为肿瘤早期诊断和预防，以及阻断癌变过程提供理论依据和分子靶点。B7/CD28是迄今公认的最基本协同刺激信号，由表达在T 细胞上的CD28和表达在抗原递呈细胞表面的B7分子相互作用产生。这些分子被发现在胃肠道肿瘤中表达异常，通过抑制T细胞的活化和增殖来负性调节免疫应答，在肿瘤细胞免疫逃逸中发挥着极其重要的作用。本项目在前期研究发现胃癌中B7-H1基因存在碱基突变的基础上，围绕基因变异和microRNA共同介导的B7-H1等B7/CD28家族协同刺激分子在胃肠道肿瘤中异常表达的调控机制进行了深入研究，发现了多个位于基因表达调控区的碱基变异通过影响调控元件与靶基因的结合作用，导致靶基因异常表达，从而与肿瘤的发生发展显著相关，并且具有显著的临床相关性。B7-H1 rs10815225通过影响转录因子SP1的转录调控作用而导致B7-H1在胃癌中异常表达；B7-H1 rs4143815通过影响miR-570的转录后调控作用而导致B7-H1在胃癌中异常表达；CD80 rs1599759、B7-H2 rs4819388、B7-H4 rs13505、ICOS rs4404254、ICOS rs1559931和ICOS rs4675379分别影响miR-132/miR-212/miR-361、miR-24、miR-1207-5p、miR-186-5p、miR-1279/miR-3692-3p和miR-323b-5p/miR-2117对CD80、B7-H2、B7-H4和ICOS分子表达的调控作用，参与了肠癌的发生发展过程。此外，本项目研究还发现多条microRNA通过直接或间接的作用调控着B7/CD28分子的表达，如miR-20b、-21和-130b可通过抑制PTEN表达来间接上调B7-H1分子表达，而TGF-β1则可通过miR-155/miR-143直接上调B7-H3和B7-H4分子表达。这些研究结果为阐明肿瘤发生发展的分子机制及遗传变异在肿瘤发生发展中的作用奠定了基础，为肿瘤易感人群进行早期预防提供了理论依据，为深入了解B7/CD28家族共刺激分子介导肿瘤免疫逃逸的分子机制提供了新的视角。