UNC5D抑制肾癌转移的作用及其机制研究

Most patients with renal cell carcinoma (RCC) have no symptoms in the early stage and, therefore, many of these patients already present with primary metastases at the time of diagnosis. However, The molecular mechanism of metastasis of RCC is still poorly understood. In previous studies of this project, we found that the expression of UNC5D, a membrane receptor, was widely attenuated in primary RCC tissues as compared with paired adjacent noncancerous tissues; restoration the expression of UNC5D in renal cancer cells significantly inhibited cell migration and invasion; UNC5D without its Death Domain intracellular lost its inhibitory function. Therefore, we hypothesized that UNC5D may be a potential metastasis suppressor gene in RCC. The following aspects will be investigated by this project: in the mechanism study, clarify the functional regulation of the ligands on UNC5D; verify the ability of UNC5D to bind and activate DAPK through the Death Domain, and detect the functional change of UNC5D when knocking down DAPK or inhibiting its activity, so as to clarify the target molecule downstream of UNC5D; through the research in the animal model of lung metastasis and clinical specimens, further confirm the ability of UNC5D to inhibit metastasis of RCC, and elaborate the association between UNC5D expression and metastasis of RCC. This study will reveal the mechanism of the function of UNC5D, explore its clinical application value, and provide a theoretical basis for further research and practice.

肾癌早期没有症状，这导致很多患者初诊时就已经发现转移，但肾癌转移的分子机制目前还不清楚。本项目的前期研究发现：膜受体UNC5D在肾癌组织中的表达广泛下调；过表达UNC5D能够显著地抑制肾癌细胞的迁移及侵袭能力，而将其胞内区的Death Domain去除之后，UNC5D便不再具有这一功能。据此我们推测：UNC5D可能是一个新的肾癌转移抑制基因。本研究拟从以下方面展开：在机制研究中，明确UNC5D信号上游的功能调控配体；并验证UNC5D通过Death Domain结合并活化DAPK的能力，及敲低DAPK的表达或抑制其活性后检测UNC5D的功能变化，从而阐明UNC5D信号下游的分子途径；在裸鼠肺转移模型和临床标本研究中，进一步证实UNC5D抑制肾癌转移的功能，阐述UNC5D的表达水平与肾癌转移的相关性。本研究将揭示UNC5D的作用机制，并发掘其潜在的临床应用价值，为后续的研究及实践提供理论依据。

本研究在分子水平揭示UNC5D发挥作用的下游分子机制，初步阐明了UNC5D信号下游的分子途经：UNC5D功能的发挥离不开其胞内区的Death Domain，UNC5D能够通过该结构域招募结合DAPK1蛋白，并将其活化使之具有丝氨酸/苏氨酸激酶活性，并进一步调控下游信号，最终抑制肿瘤细胞的侵袭转移能力。但DAPK1到底是通过何种途径来抑制肿瘤细胞的侵袭转移能力的，目前还不明确，本研究将对此进行更为深入的探究；在UNC5D信号上游，我们发现配体Netrin-1对UNC5D的肿瘤转移抑制能力不具有调控作用，这区别于前人报道的“依赖性受体”功能模型。本研究通过裸鼠肺转移动物模型对体外实验的结果进行验证，在体内试验中对UNC5D的肿瘤转移抑制功能进行了验证；在临床标本水平，本研究发现UNC5D的表达受基因启动子区甲基化的调控，且与肿瘤转移具有显著的相关性；此外，本研究对UNC5D甲基化检测的临床应用价值进行了探索，抑癌基因的甲基化改变是肿瘤发生过程中非常早期的事件，UNC5D外周血ctDNA甲基化检测在肿瘤的早期诊断具有重要的潜在应用价值，而且ctDNA的甲基化改变能够反映患者体内的额“肿瘤负荷”情况，因此在预后及治疗检测中也可能重要应用价值，这是我们下一步研究的重要方向。本研究一方面阐明UNC5D是一个新的肿瘤转移抑制基因，拓展对UNC5家族受体功能的了解，也将加深了对肾癌和前列腺癌转移分子机制的认识，为后续的研究及实践提供重要理论基础和实验依据。