棕榈酰化酶ZDHHC15调控非经典WNT通路在结直肠癌发生发展中的作用和机制研究

Human colorectal carcinoma (CRC) is an important contributor to cancer mortality and morbidity. However, the mechanism under CRC carcinogenesis and pathogenesis is still elusive, especially at the molecular level. In our previous study, a novel CRC oncogene, ZDHHC15, which is a member of DHHC domain-containing protein family, was identified by bioinformatic analysis of the genomic transcriptome data from the public online cancer databases. The high level of ZDHHC15 in CRC was correlated significantly with poor prognosis of patients in our retrospective study with small amount of samples. It was proved in the preliminary experiments that ZDHHC15 accelerated cell proliferation and migration and increased dramatically Wnt5a transcription and function in colorectal cancer cells. Therefore, we proposed a scientific hypothesis that ZDHHC15 may function as an oncogene by regulating the non-canonical WNT signal pathway via palmitoylation of Wnt5a, a critical ligand in this pathway. In this study, we will illustrate the underlying molecular mechanism of ZDHHC15 on the development of colorectal cancer through the enternal tissue-specific knockout mouse model, in vivo and in vitro cell line experiments and high-throughput transcriptome analysis. In addition, the clinical significance of ZDHHC15 will be evaluated in the large amount of CRC samples by correlating the ZDHHC15expression levels with the patients’ clinical indexes, treatment effects and prognosis. Our work on ZDHHC15 will reveal the molecular mechanism of CRC development and provide the potential target for CRC diagnosis and treatment.

结直肠癌的发病率和病死率在癌症谱中皆位居前列，但对其发病机制、尤其分子机制亟待深入研究。针对这一现状，本课题组借助公共癌症数据库和生物信息学方法筛选出一个新的结直肠癌促癌基因：棕榈酰化酶ZDHHC15。临床小样本回顾分析发现其高表达与患者不良预后显著相关；预实验结果发现ZDHHC15高表达显著促进结直肠癌细胞增殖和迁移，并显著上调Wnt5a表达和功能。据此我们提出ZDHHC15通过棕榈酰化Wnt5a调控非经典WNT通路进而发挥促癌基因作用的科学假设。本项目拟通过肠道条件性基因敲除小鼠模型、体内外细胞实验、高通量组学分析等研究，阐释ZDHHC15在结直肠癌发生发展中的分子机制。并通过分析临床大样本中ZDHHC15表达水平与结直肠癌患者临床指标、疗效及预后的相关性，进一步明确其临床应用价值。本研究将有助于揭示结直肠癌发生发展的分子机制，为结直肠癌提供新的潜在治疗靶点。

我国结直肠癌的发病率逐年升高，现已居我国癌症发病率第二位，结直肠癌亦为全球常见癌症死亡原因第二位。但对其发病机制、尤其分子机制亟待深入研究。深入研究CRC 发生、发展中涉及的分子及信号通路，对阐明CRC 发生发展的相关分子机制有重要的意义。针对上述现状，本课题组在国自然小额面上项目的资助下，开展了棕榈酰化酶ZDHHC15调控非经典WNT通路在结直肠癌发生发展中的作用和机制研究。按照项目计划书内容，通过生物信息学方法筛选出与CRC病人预后相关的具有癌基因样功能的ZDHHC15分子。明确了ZDHHC15分子在CRC临床标本中的表达情况，及其与临床资料的关系并作为诊断、疗效、预后判断潜在新指标的可行性。在细胞生物学实验中，研究ZDHHC15表达对CRC细胞性增殖、细胞周期和凋亡的影响，证明ZDHHC15在CRC细胞恶性增殖中的促癌基因作用，可能调控wnt5a和PEG2。并且通过生物信息预测、分子生物学和蛋白互相作用等检测方法，明确了ZDHHC15促进CRC细胞恶性增殖的初步分子机制，具有重要临床应用前景和价值。本项目严格按原计划进行，无显著调整和变动，总体执行情况良好。但因为科研探索的不确定性、2020年疫情的等因素，使得本项目部分工作在科研探索过程中也遇到了一定的困难和曲折，因此，本项目(No. 81872046)部分科研工作仍正在进行中。标注本基金号已经发表SCI论文4篇。另外，本项目所取得的部分重要结果、关键数据，为本项目组未发表或在投稿中的原创性工作，目前仍在整理和投稿中的SCI论文有1-2篇（第一标注）。该项目执行过程中，培养了一名博士和三名硕士生，项目负责人晋升为教授。科普方面，在好大夫网站发表科普文章。本项目总体执行良好，圆满完成本项目，我们相信，对于新型CRC抑癌基因Zdhhc15的功能研究将有助于揭示CRC发生发展转移发展的分子机理，继续加强该方面工作，可能为CRC诊断及治疗提供潜在靶点。