PRL-3 基因促进APC(min/+)小鼠结直肠腺瘤癌变及转移的分子机制

PRL-3 is closely related to tumorigenesis and metastasis of colorectal cancer, but the mechanism is still unclear. Based on the visualizing PRL-3 (+) / APC (min / +) spontaneous colorectal adenoma transgenic mouse model, this study aims to observe malignancy transformation dynamically, subsequent invasiveness and metastasis, in vivo. After confirming overexpression PRL-3 in transgenic mice, we also validate the effects of PRL-3 on initiating and progression of colorectal cancer de novo. Serial experiments in vitro are attempted to verify PRL-3's role of transformation, growth and metastasis in primary cancer and secondary cancer tissues with tumor cells culture. Differentially expressed genes/ protein will be obtained from DNA microarray, comparative proteomics and bioinformatics analysis between colorectal adenoma, primary cancer and metastasis tissues derived from PRL-3 overexpressed mice then they will be confirmed in quantitative RT-PCR, western blot, co-immunoprecipitation assay and immunofluorescence co-localization analysis. After identifying the key molecules interacted with PRL-3, we propose to illuminate PRL-3 signal pathway in regulating malignancy transformation and progression of colorectal adenoma and provide new theories and new targets for the treatment of colorectal cancer.

PRL-3与结直肠癌发生转移密切相关，但作用机制仍不清楚。本项目拟在前期已成功构建可视化PRL-3(+)/APC(min/+)自发结直肠腺瘤转基因小鼠模型基础上，动态观察转基因小鼠结直肠腺瘤癌变发生及侵袭转移情况，活体内整体水平证实PRL-3过表达在结直肠癌发生发展中的作用；通过原代培养小鼠结直肠腺瘤、癌变组织与转移癌组织，体外实验验证PRL-3对结直肠腺瘤细胞生长、癌变及转移的影响；应用比较基因组学、比较蛋白质组学分析及生物信息学技术，寻找PRL-3过表达后小鼠结直肠腺瘤发生癌变及转移的差异表达基因/蛋白；通过荧光定量PCR、蛋白免疫印迹、免疫共沉淀、免疫荧光共定位分析鉴定与PRL-3相互作用基因/蛋白，筛选PRL-3相关信号通路上结直肠癌发生与转移的关键分子，明确PRL-3在结直肠腺瘤癌变及转移中的作用机制及其相关信号调控网络，为结直肠癌的诊治提供新理论和新靶标。

课题组前期研究表明PRL-3与人结直肠癌的发生发展密切相关，并建立PRL-3（+）/APC（min/+）转基因小鼠模型，证实小鼠体内PRL-3过表达促进其肠道腺瘤的发生发展，出现腺瘤癌变及远处转移。通过酵母双杂交技术发现PRL-3相互作用蛋白CDH22，进一步机制研究证实PRL-3对钙黏附蛋白相关信号通路的调节作用，推测PRL-3与Wnt信号通路相关。本课题通过对转基因小鼠癌变腺瘤及转移瘤组织进行表达谱基因芯片分析，寻找结直肠癌相关基因，筛选PRL-3相互作用蛋白，进一步研究PRL-3及其相互作用蛋白在结直肠癌发生发展中的作用机制。重要结果如下：.1. PRL-3促进PRL-3(+)/APC(min/+)转基因小鼠体内结直肠肿瘤生长、癌变及转移；.2、表达谱基因芯片筛选出PRL-3相关基因CCL5、IFITM2；.3、成功构建PRL-3、CCL5、IFITM2过表达及干扰结肠癌细胞株；.4、CCL5、IFITM2促进结肠癌细胞增殖、侵袭、迁移能力；.5、证实PRL-3与CCL5、IFITM2存在相互作用且与结直肠癌发生发展密切相关；.6、进一步验证PRL-3与CCL5、IFITM2相互作用并通过Wnt信号通路促进结直肠癌发生发展。.关键数据在于本课题通过表达谱基因芯片分析，筛选出PRL-3相关基因CCL5、IFITM2，CCL5、IFITM2在结直肠癌组织及高转移潜能细胞株中高表达，能促进人结肠癌细胞增殖、侵袭与迁移。证实PRL-3与CCL5、IFITM2相互作用，并可通过Wnt信号通路促进结直肠癌发生发展。其科学意义从整体水平确定PRL-3在结直肠癌发生及演进中的作用，进一步明确PRL-3在结直肠癌转移中的作用机制及其相关信号调控网络，为结直肠癌的诊治提供新的靶点。