干扰素诱导的跨膜蛋白IFITM3介导静息期前列腺癌细胞侵袭性转变的分子机制

Quiescent prostate cancer is the malignant tumor from the pathological view, which does not invade into adjacent tissue or metastasis to remote position. The transformation mechanism of quiescent prostate cancer to the invasive state has not been well studied. In order to clarify the mechanism, the applicant performed a genechip analysis of gene expression profiles in the quiescent prostate cancer samples and primary and metastatic samples from the invasive prostate cancer. The result shows that interferon induced transmembrane protein 3 (IFITM3) is elevated in the invasive prostate cancer and especially in the bone metastatic samples, indicating that IFITM3 may play a pivotal role in regulating the transformation of prostate cancer from quiescent to invasive status. Cell based studies indicates that knockdown of IFITM3 expression inhibits the proliferation, migration, and invasion of prostate cancer cells. Molecualar analysis proves that down regulation of IFITM3 expression reduces the expression of E-cadherin whereas upregulates fibronectin level, suggesting a connection of IFITM3 to EMT process. Based on these preliminary results, this proposal designs in vitro and in vivo experiments to uncover the mechnisms and downstream molecular network of IFITM3 mediated invasive transformation of prostate cancer. Meanwhile, this proposal suggests to perform a retrospective analysis of prostate cancer patients to study the correlation of IFITM3 expression in clinical prostate cancer samples and the invasive transformation of prostate cancer.

静息期前列腺癌是组织学上为恶性肿瘤但不具有侵袭生长生物行为的病理现象，其向侵袭性前列腺癌转变的分子机制还不甚清晰。本课题组在前期工作中通过基因芯片筛选和免疫组化证实干扰素诱导跨膜蛋白IFITM3在侵袭性前列腺癌发灶中高表达而在静息期前列腺癌中表达甚低或不表达，提示IFITM3可能参与调控前列腺癌细胞由静息期向侵袭性的恶性转变。细胞实验证实这种作用与其在前列腺癌细胞中介导增殖和转移的生物学功能密切相关，且IFITM3介导转移功能与前列腺癌细胞的上皮-间质转化（EMT）存在联系。本课题拟在此基础上，在体内、外实验中进一步探讨IFITM3及其下游信号分子通路对前列腺癌细胞侵袭转移发生的影响与分子机制；通过裸鼠转移瘤模型研究下调IFITM3对前列腺癌细胞侵袭、转移能力的影响；同时，利用100例前列腺癌病人组织样本验证IFITM3在前列腺癌中的表达水平与肿瘤恶性程度、转移现象以及预后之间的关联性。

前列腺癌是中老年男性常见的恶性肿瘤, 居全球范围男性癌症发病率第二位，病死率第六位，前列腺癌由于发病隐匿，确诊时往往处于进展期，激素非依赖性转化和骨转移是前列腺癌的主要临床问题。癌细胞的转移也是导致前列腺癌术后复发和预后恶劣的主要原因。据统计，约有30％的静息期前列腺癌会转变为侵袭性前列腺癌，这其中的分子机制还不清楚。在本项目的资助下，我们对前列腺癌组织标本进行了基于芯片的差异表达谱分析，发现IFITM3、GPR137、NOB1、SMC1A、EIF3D等基因在前列腺癌和骨转移标本中过表达。随后我们分别构建了针对这几个基因的干扰或过表达慢病毒载体，通过在前列腺癌细胞株中敲减或过表达这几个基因来研究他们的生物学功能。我们发现敲减IFITM3后并未明显抑制细胞增殖能力，但是明显抑制前列腺癌细胞的迁移和侵袭能力。下游分子机制的研究表明IFITM3与Smad4相互作用，TGFbeta-Smad4信号通路是骨转移的重要通路，说明IFITM3可能通过该通路促进静息期前列腺癌的骨转移。我们同时还发现，GPR137、NOB1、SMC1A、EIF3D等基因在前列腺癌组织中高表达，敲减后能明显抑制激素非依赖性前列腺癌细胞的恶性表型。在本项目的资助下，我们对促进前列腺癌发生发展的原癌基因进行了研究，对其下游机制进行了深入探讨，部分结果整理成文，有4篇已经在SCI收录杂志上发表，另有3篇在投稿和修回阶段。通过本项国自然基金，协助培养在读研究生3名，已协助完成培养硕士研究生3名。