CDCA7 基因在食管鳞癌细胞凋亡中的功能及作用机制研究

Esophageal carcinoma is the third-most-common cancer in China，with esophageal squamous cell carcinoma (ESCC) being the predominant histology. Since the poor prognosis and high mortality, it is eagerly needed to study on the mechanisms of tumorigenesis of the ESCC. Our previous study of 31 whole genome sequencing of ESCC showed that CDCA7, which encodes cell division cycle-associated protein 7, is a novel copy-number gain gene. Further studies proved that knockdown of CDCA7 resulted in cell proliferation inhibition and apoptosis promotion. Moreover, RNA-seq result showed that knockdown of CDCA7 upregulated the apoptosis related genes in apoptosis signaling pathway, which indicated that CDCA7 may promote the cancer progression, however the mechanisms remain unrevealing. The present study aims to validate the role of CDCA7 in the process of apoptosis in ESCC through cell growth curve, colony formation, cell apoptosis assay and zoopery, then further reveal their molecular mechanisms in canceration by chromatin immunoprecipitation (ChIP), dual-luciferase reporter assay, RNA interference and rescue experiment. The results will provide new theoretical basis for revealing the mechanisms of tumorigenesis and developing the new strategies of tumor treatment.

食管癌是我国第三大肿瘤，鳞癌为其主要病理类型；由于食管鳞癌预后差、死亡率高，因此迫切需要加强对食管鳞癌的癌变机理的研究。CDCA7 编码一种细胞分裂相关蛋白，是前期本课题组通过全基因组测序的方法，于食管鳞癌样本中发现的拷贝数显著扩增基因。前期体外实验证实，CDCA7 敲除可抑制细胞增殖并促进细胞凋亡，转录组测序结果表明 CDCA7 的敲除可引起凋亡信号通路上的相关基因上调，由此推测 CDCA7 基因可能在食管鳞癌通过凋亡途径中发挥肿瘤促进作用，但其作用机制尚不清楚。本项目拟采用细胞生长曲线、克隆形成、细胞凋亡及动物实验等方法明确 CDCA7 在食管鳞癌凋亡进程中的作用；并采用染色质免疫沉淀、双荧光素酶报告实验及 RAN 干扰、挽救实验等进一步明确 CDCA7 基因发生肿瘤促进作用的机制，为揭示肿瘤的发生机理、设计新的肿瘤治疗方案提供理论依据。

背景：食管癌是我国第四大肿瘤，鳞癌是其主要病理类型，预后极差。CDCA7是新发现的食管鳞癌拷贝数扩增基因，但其功能、机制以及临床意义仍然未知。.研究内容：通过敲低和过表达CDCA7基因，在细胞水平和动物水平研究了其对食管鳞癌细胞增殖和转移等方面的影响的作用，通过染色质免疫共沉淀测序、Western blot、实时荧光定量PCR、双荧光素酶报告实验和干扰挽救试验等研究了CDCA7对食管鳞癌发生发展的可能的分子机制。.结果：1.CDCA7基因加速肿瘤细胞的周期进程、促进肿瘤细胞的增殖；过表达CDCA7基因促进肿瘤细胞的恶性表型，敲低CDCA7基因显著抑制肿瘤细胞的恶性表型；2.敲低CDCA7基因可以在动物水平上抑制肿瘤的形成和发展；3.Western blot和实时荧光定量PCR试验显示CDCA7水平的改变可以引起细胞周期中S期和G2期相关蛋白水平变化；4.染色质免疫共沉淀测序结果显示CDCA7可以与CCNA2的转录起始位点和基因组的位置结合、与CCNB1IP1的启动子区位置结合，在转录水平上调控CCNA2和CCNB1IP1的表达，从而加速细胞周期进程，促进食管鳞癌细胞的增殖；5.TCGA肿瘤数据库显示在包括食管鳞癌在内的多种鳞癌中CDCA7与CCNA2和CCNB1IP1的表达呈现显著正相关。.意义：本项目部分揭示了新的食管鳞癌相关基因CDCA7在食管鳞癌发生发展中的作用和机制，有望为食管鳞癌的精准医疗提供可能的分子标志物和治疗靶点。