ZNF37A在结直肠癌转移过程中的生物学功能研究

Tumor metastasis is one of the main causes that contribute to poor prognosis in colorectal cancer (CRC). In our previous work, we found that the expression of ZNF37A was significantly up-regulated in over 60 CRC tumor tissues compared with adjacent normal tissues. Statistical analysis revealed that ZNF37A expression was correlated with pathological stage, tumor grade and poor prognosis. To screen the downstream targets of ZNF37A, we performed ChIP-sequencing analysis and identified ZEB1 as a potential candidate, which plays important roles in tumor metastasis. Further, we found that ZNF37A could recruit BRD4 complex and bind to ZEB1 promoter, thus increasing the mRNA and protein levels of ZEB1. ZEB1 has been demonstrated to promote EMT process through inhibition of E-cadherin transcription. In this project, we will enlarge our clinical CRC sample size to analyze the potential prognostic and therapeutic value of ZNF37A or ZEB1, elucidate the mechanism of ZNF37A-regulated ZEB1 signaling in CRC progression both in vitro and in vivo. Our study will provide a rationale for the potential application of ZNF37A and ZEB1 in CRC diagnosis and therapy, thus paving the road for translational medicine.

肿瘤转移是导致结直肠癌患者恶劣生存预后的重要原因。前期我们发现锌指蛋白ZNF37A在结直肠癌组织中表达水平上调，且与结直肠癌临床分期、病理分级和患者生存预后密切相关。我们通过ChIP-sequencing方法筛选验证到ZNF37A的靶标基因ZEB1。进一步研究发现ZNF37A可以募集BRD4介导的转录起始复合物结合到ZEB1的启动子上促进其表达。ZEB1蛋白水平上调会抑制E-cadherin的转录，促进肿瘤细胞的上皮间质转化（EMT）及肿瘤转移。本项目在前期工作基础上，拟扩大临床样本容量，明确ZNF37A与ZEB1在结直肠癌中的病理学意义；结合结直肠癌细胞模型和实验动物模型，评价ZNF37A对结直肠癌转移的影响；阐明ZNF37A调控ZEB1表达及结直肠癌转移过程的分子机制。通过本项目实施，有望明确ZNF37A与ZEB1在结直肠癌诊断、治疗中的潜在应用价值，为后续转化医学研究奠定基础。

背景：结直肠癌是临床常见的恶性肿瘤，其发展过程中肿瘤转移等的发生，导致中晚期患者的治疗效果仍不理想。我们的前期研究表明ZNF37A在结直肠癌肿瘤组织与高转移潜能结直肠癌细胞系中的表达水平显著上调。.主要研究内容：a)利用ZNF37A通过免疫组化及数据库分析，明确了ZNF37A在转移性结直肠癌中的病理学意义；b)稳定过表达及敲降的结直肠癌细胞系，明确了ZNF37A促进结直肠癌转移的生物学功能；c)结合ChIP-qPCR及免疫共沉淀实验，阐明ZNF37A直接结合THSD4基因的启动子区域并通过募集KAP1抑制其转录，促进TGF-β通路的激活，促进结直肠癌转移。.重要结果：（1）ZNF37A在低分化及转移型结直肠癌组织中表达量显著升高，并影响患者预后；（2）ZNF37A可促进结直肠癌转移，该生物学功能依赖于其对TGF-β通路的激活作用；（3）肿瘤细胞中ZNF37A的表达可促进微环境中成纤维细胞的激活，进而通过反馈调节促进结直肠癌转移；（4）ZNF37A可直接结合到THSD4基因的启动子区域，通过募集KAP1蛋白抑制其转录。.关键数据：我们利用公共数据库进行结直肠癌分化相关基因富集分析，筛选到了包括ZNF37A在内的13个在低分化型结直肠癌中表达量显著上调的转录因子。我们进一步在扩大的临床样本中通过免疫印迹和免疫组化分析显示相比于正常组织，结直肠癌组织中ZNF37A表达增加。进一步研究结果表明在转移性结直肠癌中ZNF37A的表达量更高。细胞实验和临床随访显示ZNF37A可促进结直肠癌细胞的转移。进一步富集分析显示TGF-β为ZNF37A下游的信号通路。细胞证实ZNF37A通过促进TGF-β的释放，激活TGF-β信号通路进而促进结直肠癌转移。肿瘤细胞中ZNF37A可促进微环境中成纤维细胞的激活，后者通过正反馈促进结直肠癌的转移。ZNF37A招募KAP1形成转录复合体，该转录复合体直接与THSD4的启动子相结合而抑制其表达。.科学意义：我们发现ZNF37A抑制THSD4转录从而激活肿瘤细胞与微环境中成纤维细胞的TGF-β通路，促进结直肠癌转移。该发现提示ZNF37A可作为潜在的肿瘤转移标记物，其在结直肠癌组织中的上调预示着更高的转移风险，为转移性结直肠癌的临床治疗提供新的思路。