活性维生素D通过VDR调控MEG3抑制结肠癌发生发展的机制研究

Colon cancer is one of the most common gastrointestinal tumors in China. Precious studies showed that 1,25(OH)2D3 insufficiency appears to be associated with colon cancer and that supplement of it has a role in prevention of colon cancer development. However, the molecular mechanism underlying 1, 25(OH)2D3 anti-tumor activity is still unclear. Our preliminary data showed that 1α (OH)ase knock-out mice (1α (OH)ase-/-) with the deficiency of 1,25(OH)2D3 were prone to develop colon cancer and showed a increased serum HGF levels detected by protein chip assay. We found that lncRNA MEG3 expression was significantly decreased whereas c-MET expression was substantially increased in 1α (OH)ase-/- mice colon and clinical colon tumor tissue. Bioinformatics analysis demonstrated that MEG3 promoter region contained three VDRE sites and ChIp assay indentified VDR binding to MEG3 promoter in VDRE1 site. We propose that 1,25(OH)2D3 might regulate MEG3 transcription by binding to VDR and further inhibit c-MET expression to prevent tumorigenesis. We will test this hypothesis in clinical samples, mouse colon cancer models and colon cell line by using methods of ChIP and RIP etc. Results from this study will be helpful to clarify the molecular mechanism of action of 1,25(OH)2D3 in colon cancer prevention and treatment, thus will provide experimental and theoretical basis for the application of 1,25(OH)2D3 in prevention and treatment of colon cancer.

结肠癌是目前我国高发的消化道肿瘤之一。研究发现活性维生素D的缺乏与结肠癌的发生有着密切的关系，补充活性维生素D对结肠癌的发生具有预防作用。目前对活性维生素D的抗肿瘤作用的具体机制尚不明确。我们前期研究发现活性维生素D缺乏的小鼠更易诱导结肠癌发生，血清蛋白芯片结果发现其HGF明显增高。通过对小鼠结肠和临床结肠癌样本分析发现lncRNA MEG3表达明显降低，同时伴随着c-MET的表达增高。通过生物信息学以及ChIP实验发现活性维生素D可通过VDR与MEG3启动子区VDRE位点结合，从而调控MEG3的表达。因此我们提出活性维生素D通过VDR调控MEG3，抑制c-MET表达发挥抗肿瘤作用的假说。我们拟从临床样本，小鼠结肠癌模型，细胞模型三个层面利用ChIP，RIP等技术验证此假设。研究结果将有助于揭示活性维生素D抗肿瘤的分子机制，同时也为研究活性维生素D对结肠癌的预防作用提供实验和理论依据。

结直肠癌是目前我国高发的消化道肿瘤之一。研究发现活性维生素D的缺乏与结直肠癌的发生有着密切的关系，补充活性维生素D具有预防作用。然而目前对活性维生素D抗肿瘤作用的具体机制尚不明确。越来越多的研究表明长链非编码RNA（LncRNA）在结直肠癌的发生发展中具有重要的作用。同时肠道菌群的紊乱在结肠炎症以及肿瘤中的作用受到了关注。在本项目中我们从临床样本，动物实验以及细胞模型三个层面利用多种分子生物学技术探讨活性维生素D抗结直肠癌的作用机制，以及lncRNA在结直肠癌发生发展的作用机制。.1..通过结直肠癌样本分析，我们发现lncRNA MEG3在肿瘤组织中的表达明显低于对应的正常组织，且与生存率呈正相关。同时MEG3的表达与病人血清维生素D的浓度呈正比。细胞实验发现活性维生素D可以通过结合维生素D受体（VDR）转录调控lncRNA MEG3表达，高表达的MEG3通过上调泛素化酶FBXW7的表达，促进c-Myc蛋白的泛素化降解，抑制结直肠癌细胞糖酵解作用进而发挥抗结直肠癌的作用。这个结果揭示活性维生素D可以通过调控lncRNA如MEG3进而发挥抗肿瘤作用，为研究活性维生素D对结肠癌的预防作用提供了实验和理论基础。.2..慢性结直肠炎症是结直肠癌的高危因素之一，前期结果发现活性维生素D缺乏的1α(OH)ase-/-小鼠具有慢性结肠炎症的表型。我们利用该小鼠模型通过16S rRNA测序分析小鼠粪便，发现活性维生素D可通过影响肠道菌群如减少A. muciniphila菌在肠道内定植，增加结肠粘液层厚度，抑制炎症细胞浸润进而发挥抗炎症的作用。该结果为研究活性维生素D在预防结肠炎症中的作用提供新的理论基础。.3..该项目进行的同时我们进一步扩大了研究的广度和深度。通过lncRNA芯片我们发现到LUCAT1在结直肠癌肿瘤组织中表达明显增高，同时其表达与肿瘤的临床分期呈正相关，与生存率呈负相关。细胞和小鼠实验进一步证实LUCAT1促进结直肠癌细胞的增殖和侵袭。机制研究发现LUCAT1通过结合UBA52蛋白，调控RPL40-MDM2-p53信号通路促进结直肠癌发生发展。该结果有利于揭示结直肠癌发生发展机制，提示LUCAT1可以作为潜在的诊断标志和治疗靶标。