FoxD3调控DNAJB1在肝癌浸润转移和细胞分化中的作用及其机制

Tumor invasion and metastasis are responsible for the poor prognosis in hepatocellular carcinoma (HCC). However, the nature of HCC progression remains elusive. Our preliminary data showed that the expression of transcriptional factor FoxD3 was decreased and significantly associated with unfavorable outcome in HCC. Overexpression of FoxD3 markedly down-regulated DNAJB1, and inhibited HCC cell proliferation and migration. DNAJB1 expression was reversely correlated with FoxD3 expression and tumor differentiation. Furthermore, FoxD3 expression was modulated by EZH2-mediated promoter methylation. Collectively, we assume that FoxD3 inhibits cell proliferation, migration and differentiation by regulating DNAJB1. In this study, we aim to determine the expression of FoxD3 and its clinical significance in HCC, to disclose the regulation of FoxD3, to unveil the mechanism through which FoxD3 modulates DNAJB1, and to reveal the role of EZH2-FoxD3-DNAJB1 in cell growth and differentiation in HCC, using a series of biological and immunological experiments in cell and animal models. Our study is likely to provide not only solid evidence that FoxD3 is involved in cell proliferation, migration and differentiation, but also a promising therapeutic target in HCC treatment.

浸润转移是导致肝细胞癌预后差的主要原因，但其机制尚未明了。我们前期观察到转录因子FoxD3在肝癌细胞中低表达，并与预后差相关；过表达FoxD3下调DNAJB1表达，抑制肝癌细胞增殖和迁移；而DNAJB1表达与FoxD3和肿瘤分化程度均呈负相关；此外，FoxD3表达受EZH2介导的启动子甲基化调控。因此，我们提出FoxD3靶向DNAJB1，参与肝癌浸润转移和细胞分化的假说。本项目拟采用一系列分子细胞生物学和免疫学实验，在蛋白表达调控及细胞功能上，明确FoxD3和DNAJB1在肝癌中的表达及其临床意义，揭示FoxD3在肝癌中低表达的原因，探明FoxD3对DNAJB1的调控机制，阐述EZH2-FoxD3-DNAJB1通路在肝癌细胞增殖、迁移和细胞分化中的作用及其分子机制，从而获得FoxD3参与肝癌进展和细胞分化的可靠证据，为诠释肝癌发生发展的分子机制和寻找肝癌治疗新靶点提供科学依据。

肝细胞癌（以下简称肝癌）是人类最常见的实体肿瘤之一，其死亡率在男性中高居癌症死亡第二位，在女性中排第六位。肝癌的发病具有地域性，约有50%的新增和死亡病例发生在中国，严重威胁着我国人民健康。因此，明确肝细胞癌发生发展的分子机制对肝癌的诊断和治疗都具有十分重要的临床价值。本项目综合前期研究基础和国内外研究进展，准备探讨候选抑癌基因FoxD3在肝癌恶性进展中的作用及其分子机制，然而，本项目原设计研究内容的60%，如FoxD3在肝癌中的表达及其临床意义、FoxD3对肝癌进展的影响、FoxD3启动子甲基化导致其低表达等，被另一课题组先行发表在Exp Mol Pathol (2018IF=2.35)杂志上。因此，本项目已失去了原有创新和临床价值，我们继而探讨miR-634和SPAG5在肝癌进展中的表达、临床价值、生物学功能及其作用机制，为诠释肝癌发生发展的分子机制和寻找肝癌治疗新靶点提供科学依据。通过一系列细胞和动物实验，并在大样本人体标本中进行验证，我们发现①miR-634在肝癌中表达下调，与患者预后差相关；过表达miR-634显著抑制肿瘤细胞增殖迁移和诱导细胞凋亡，而沉默miR-634表达则可促进肿瘤恶性进展； miR-634通过靶向抑制Rab1A与DHX33的启动子活性下调其表达，过表达Rab1A或DHX33可部分回复miR-634介导的肿瘤生长抑制。②SPAG5在肝癌中表达上调，提示患者总生存时间短；过表达SPAG5显著促进肿瘤侵袭转移；作用机制上，SPAG5与CEP55相互作用，继而激活PI3K/AKT通路而发挥癌基因功能；此外，我们还鉴定出miR-363-3p是SPAG5的上游调控microRNA。综上一系列的结果表明miR-634和SPAG5在肝癌中分别发挥抑癌基因和癌基因角色，是HCC恶性进展的重要调控因子，可成为HCC预后预测和治疗靶点。上述结果已发表在肿瘤学领域热门期刊Molecular Oncology (2018IF=5.962)和Molecular Cancer (2018IF=10.679)上。. 在本项目和其他国自然项目的资助下，课题组共发表SCI论著11篇，总影响因子76.75，单篇最高14.971，影响因子大于5的共8篇；参加学术交流活动10人次；共参与培养博士研究生7名。综上所述，课题组完成了本项目既定的研究目标。