靶向siah2泛素连接酶诱导非小细胞肺癌放射增敏及其机制研究

The RING finger E3 ubiquitin ligase siah2 mediates ubiquitination and degradation of its substrates prolylhydroxylase 3 (PHD3) and sprouty 2 with concomitant effect on HIF-1α availability and activation of Ras-ERK signal transduction pathway. Given the critical involvement of both HIF-1α and Ras-ERK signaling pathways in the mediation of tumor radioresistance, we reasoned that siah2 ubiquitin ligase may serve as a potential radiosensitizing target for the improvement of local therapy in non-small cell lung cancer. To test this hypothesis, we are to determine the effect of siah2 inhibition by genetic (siah2 shRNA) and pharmacologic (Menadione, a small molecule being used in the clinic) approaches on radiosensitization of non-small cell lung cancer using both cell culture and xenograft mouse models. We propose in this study that therapeutically targeting siah2 ubiquitin ligase in our models may improve the radiotherapy for non-small cell lung cancer, offering proof-of-concept evidence for siah2 as a novel radiosensitizing target fot the treatment of the cancer.

Siah2泛素连接酶是已确认的促癌因子，其能够通过介导底物Sprouty3和脯氨酰羟化酶3的降解而分别促进RAS-ERK和HIF-1α信号通路的活化。基于该两大通路在介导肿瘤放疗耐受中的重要作用，我们设想通过靶向Siah2泛素连接酶以抑RAS-ERK和HIF-1α信号通路的活化，既能够降低肿瘤细胞内在的放射抗性，又可以消弱肿瘤微环境对肿瘤细胞放射敏感性的负影响，最终能够最大限度地提高肿瘤放射治疗的效果。为了验证这一假说，本研究拟用遗传学与药理学手段从细胞水平评价靶向siah2泛素连接酶在诱导非小细胞肺癌放射增敏的效果，并鉴定这种增敏效应的潜在肿瘤细胞选择性；然后进一步用肺癌小鼠移植瘤作为临床前模型，通过结合分子影像技术进一步从体内水平深度研究靶向siah2泛素连接酶诱导肿瘤放射增敏的效果及机制。本项目的完成将为今后临床通过靶向siah2泛素连接酶提高非小细胞肺癌放射治疗的效果提供科学依据。

Siah2泛素连接酶是已确认的促癌因子，我们的临床研究发现其在非小细胞肺癌中的表达水平同患者生存率成负相关。已知Siah2通过介导底物Sprouty3和脯氨酰羟化酶3的降解而分别促进RAS-ERK和HIF-1α信号通路的活化，这一点通过在肺癌细胞中敲降Siah2得以证实。此外敲降肺癌细胞中Siah2，抑制VEGF/VEGFR及其下游信号通路中的关键调控因子的活化，下调代谢关键转运体及酶的表达， 增强放射诱导的DNA 损伤，提高在乏氧状态下细胞对放射的敏感性，而且这些作用具有肿瘤细胞的选择性。为进一步解析Siah2在肺癌细胞中功能，我们通过免疫沉淀发现了一系列同Siah2互作的细胞功能调控因子（STAT3、ATN1、MYD88以及RPA1）以及参与肿瘤细胞发病进程的重要调控因子（SETD2、PSMD4、CCBE1、MCM2、HIPK3、SSBP2以及XRCC1），我们推测Siah2可能通过调节某个调控因子增强肺癌细胞的抗放射能力。