HNF4A/Wnt/HMGB1通路调节结直肠癌侵袭转移的分子机制研究

Partial of patients suffering from colorectal cancer will be relapsed and metastatic after surgery, with very poor prognosis. It is of great significance to study the molecular mechanism of recurrence and metastasis of colorectal cancer after surgery. Our preliminary data suggest that transcription factor HNF4A regulates the expression of HMGB1 in an indirect manner and affects the recurrence and metastasis of colorectal cancer. In this project, we would try to answer questions that was not resolved before. Firstly, whether the regulation of HNF4A on HMGB1 is mediated by factors in the Wnt signaling pathway. Secondly, whether HNF4A regulates the secretion of HMGB1. Thirdly, the function of HMGB1 in the cell interstitial substance on the recurrence and metastasis of colorectal cancer. Based on both cell line and mouse models, applicants will focus on the HNF4A/Wnt/HMGB1 and other potential signaling pathways, which may find a strategy to prevent recurrence and metastasis of colorectal cancer after surgery, or a new way to improve the prognosis of patients with colorectal cancer.

部分结直肠癌患者术后会出现复发和转移，预后极差。研究结直肠癌术后复发转移的分子机制具有重要的意义。我们前期数据揭示转录因子HNF4A通过某种间接方式调控HMGB1的表达，并影响结直肠癌的复发和转移。本项目拟回答（1）HNF4A对HMGB1的调控是否由Wnt信号通路中的因子介导；（2）HNF4A是否调控HMGB1的分泌；（3）细胞间质中HMGB1在结直肠癌复发和转移中的作用。申请人将在细胞系及小鼠模型中深入研究HNF4A/Wnt/HMGB1及其他潜在信号通路的组成和分子机制，以期找到阻止结直肠癌患者术后的复发和转移的手段，或者新的改善预后的治疗方式。

本项目前期研究发现转录因子HNF4A能够负调控HMGB1的表达，并影响结直肠癌的复发和转移。本项目综合应用细胞生物学、分子生物学和化学生物学领域中的通用方法作为研究手段，包括siRNA干扰，实时定量PCR，ELISA，Western Blot，免疫共沉淀，慢病毒表达体系和小鼠异种移植瘤和转移瘤模型等，同时利用成熟的定量蛋白质组学平台开展课题研究。结果发现，转录因子HNF4A能够调控Wnt通路中关键蛋白TCF4和c-myc的表达，进而调节HMGB1，形成HNF4A/Wnt/HMGB1调控通路。此外，利用蛋白质组学技术检测敲低和过表达HNF4A的结直肠肿瘤细胞SW480的蛋白组变化，获得了潜在调控HNF4A/Wnt/HMGB1通路的组分。进一步的，使用ELISA检测方法，发现敲低HNF4A后SW480细胞上清中HMGB1含量增加，证实了HNF4A能够调节HMGB1的胞外分泌。最后使用小鼠异种移植瘤和转移瘤模型证实，敲低HNF4A后结直肠肿瘤细胞的远端转移能力增强，但原位增殖能力无明显变化。此外，为保障本项目顺利进行，我们完善充实了结直肠肿瘤生物标本临床数据库。基于此数据库的临床数据，衍生了临床文章。同时基于此数据库中的临床标本，研究了原发于左半和右半的结直肠癌患者的血清胞外囊泡的功能和蛋白组差异，发现右半结直肠癌患者血清胞外囊泡显著促进肿瘤细胞侵袭和迁移能力。进一步使用蛋白质组学技术联合ELISA检测，筛选出了影响左右半结直肠癌生物学特性的潜在诊断、预后生物标志物SPARC和LRG1。在对所数据进行分析的过程中，发现HNF4A/Wnt/HMGB1通路相关蛋白SIRT6和long non-coding RNA lncRNA H19，并对它们的生物功能进行研究。