新候选抑癌基因NCOA2在大肠癌中的临床意义及功能机制

Colorectal cancer (CRC) remains the third most commonly diagnosed cancer and the third leading cause of cancer death. To date no major hereditary component has been identified to account for the cause of CRC, suggesting that initiation and development of this disease are likely driven by somatic mutations acquired throughout the lifespan. Here we examined the genomic landscape of CRC at both DNA and RNA levels. We discovered tens of thousands of mutations specific to the CRC tumor. In particular, we identified the destructive fusion of LACTB2 and NCOA2 in CRC, which was recurrent in 12 of 154 CRC cases (~8%). Following analysis showed that NCOA2 but not LACTB2 was significantly down-regulated in CRC, and over-expression of NCOA2 but not the identified LACTB2-NCOA2 fusion effectively inhibited the growth of SW1116 cells in vitro, implicating a tumor suppressive role for NCOA2 in CRC. In this study we propose to 1) examine the expression of NCOA2 in large cohort of CRC; 2) study the effect of NCOA2 over-expression in different CRC cell models and nude mouse model; 3) verify the function of NCOA2 in CRC by knock-down assays. These experiments will define the clinical significance and functional effects of NCOA2 in CRC, which will help understand the molecular mechanisms of CRC tumorigenesis.

大肠癌是世界上第三位最普遍及死亡率最高的癌症。到目前为止并未发现与大肠癌相关的重点遗传因素，提示大肠癌的发展是多种因素导致基因突变的结果。我们前期取得了大肠癌样本的完整基因及转录基因图谱，发现数以千万计肿瘤独有的基因突变，其中约8%的肿瘤患者存在LACTB2 与 NCOA2 的功能缺失性融合。进一步实验显示 NCOA2 而非 LACTB2 在大肠癌中表达下调，并且高表达的 NCOA2 而非LACTB2-NCOA2 融合基因能显着减慢 SW1116 细胞的集落形成，提示 NCOA2可抑制大肠肿瘤的生长。本项目中我们拟 1) 检测大样本大肠癌NCOA2 的表达情况；2) 通过体内及体外实验探讨高表达NCOA2对大肠癌细胞生长的影响；3) 通过敲低 NCOA2表达的实验去验证其功能。上述实验可望阐述NCOA2 在大肠癌中的临床意义及其对大肠癌发生发展的影响，有助于揭示大肠癌形成的重要分子机理。

在 NSFC 的资助下，申请人对多种癌症（包括乳癌丶胃癌丶肝癌）的病理机制进行了多项研究。.在乳癌课题里，申请人发现在受到X-Ray放射刺激（亦即基因破坏）的乳癌细胞中，基因修复蛋白RNF8与RNF168出现截然不同的物理反应，包括蛋白移动速度，蛋白积存数量，及蛋白于基因破坏位点的稳定性。.在胃癌课题里，申请人及合作团长发现5-氮-2-脱氧胞苷可以降低N-亚硝基-N-乙基脲引起的小鼠胃癌发病率，抑制率为74%。通过全基因组甲基化扫描分析小鼠胃癌及癌旁组织，我们发现10个全新的高度甲基化以及DNA甲基化抑制剂药物靶向基因。其中生长/分化因子1（Gdf1）在小鼠胃癌组织中由于启动子高度甲基化而导致表达沉默。GDF1过表达可以抑制胃癌细胞在免疫缺陷小鼠模型中增殖以及肿瘤形成；降低GDF1基因表达后对胃癌细胞的体外生长起到促进作用。机理上，GDF1抑制肿瘤细胞增殖的作用是通过激活SMAD2/3/4介导的信号通路，从而调控细胞周期调控因子p15, p21和c-Myc 的转录水平以及视网膜母细胞瘤蛋白的磷酸化水平。在临床上，GDF1的启动子高度甲基化和该基因的低表达与低磷酸化SMAD2/3水平与胃癌患者预后差有显着相关性。.在肝癌课题里，分子实验证明HBxΔ35能结合于GAS2的启动子，并导致表达沉默。功能实验显示GAS2过表达可以抑制肝癌细胞在免疫缺陷小鼠模型中增殖以及肿瘤形成，并影响细胞凋亡的信息通路。在临床上，GAS2的表达沉默和HBxΔ35的存在于肝癌患者中有显着相关性。.这些重要的研究成果将会影响日后新世代抗癌药物的设计，及改善治疗癌症病人的手法。