FOXO4调控肿瘤干细胞特性和EMT在结直肠癌侵袭转移中的机制研究

Metastasis of colorectal cancer(CRC) remains the leading cause of poor 5-year survival rate. Detailed mechanisms regulate metastasis remain unknown. Antioncogenic transcription factor FOXO4 plays important roles in the development and progression of CRC by regulating substrates expression. The potential involvement of FOXO4 in regulating cancer stems cells properties that influencing metastasis in CRC is still not well understood. Our studies have demonstrated that FOXO4 expression could inhibit invasion and metastasis ability of CRC cells and had negative correlation with stemness-related genes expression. We also found by CHIP that the expression of APC2 was regulated by FOXO4. Our further research is to investigate the role of FOXO4 as well as APC2 in regulating stemness acquisition of CRC cells, colorectal cancer stem cell properties maintenance and EMT in CRC, and to explore the molecular regulatory mechanism of FOXO4 and APC2 on regulating stem cell properties and metastasis in CRC. This study also emphasizes on finding the therapeutic target against CRC.

结直肠癌发生远处转移是患者5年生存率低下的首要原因，其转移的具体调控机制目前尚未完全明确。具有抑癌作用的FOXO4转录因子通过调控相关底物的表达在结直肠癌发生、发展中起重要作用，但其调控结直肠癌转移特别是通过调控结直肠癌干细胞特性影响转移的机制鲜有报道。本课题组前期发现FOXO4表达增加可抑制结直肠癌细胞侵袭转移，并与干性相关基因表达成负相关。同时通过CHIP发现FOXO4可转录调控APC2的表达。本项目拟在前期研究基础上，以“FOXO4-APC2-结直肠癌细胞干性调控及转移”为线索，深入研究FOXO4及其调控蛋白APC2对结直肠癌细胞干性获得的影响，在调控结直肠癌干细胞特性维持中的作用，对结直肠癌EMT及转移的作用，探讨FOXO4与APC2在结直肠癌干细胞调控及转移中的分子机制，寻找相关治疗靶点。为寻找结直肠癌的转移机制以及靶向治疗的可行性提供理论基础。

目的：探讨FOXO4转录因子在大肠癌转移中的作用及可能的机制。.方法：通过免疫组化及基因芯片探讨FOXO4与大肠癌临床病理及预后的关系。通过Western-Blot探讨FOXO4对转移相关蛋白的调节作用。为了探讨FOXO4 调控结直肠癌转移 的分子机制，通过生物信息学预测出来转录因子FOXO4 与APC2 的启动子有直接的结合位点，然后通过CHIP-qPCR 验证FOXO4 对APC2 的直接调控作用。通过免疫组化及基因芯片探讨APC2与大肠癌的临床病理及预后的关系。在大肠癌细胞中过表达FOXO4同时抑制APC2的表达，通过Western-Blot、transwell实验、细胞划痕实验、裸鼠成瘤实验等研究FOXO4对大肠癌转移的作用及机制。.结果：FOXO4是一种具有抑癌基因作用的转录因子，在临床分期靠后的病人中呈低表达。从AUC曲线下面积可以看出，FOXO4的表达对于淋巴血管浸润程度，淋巴结转移情况，实体肿瘤转移情况以及在此基础上的TNM分析，预后分析，都具有诊断意义。结直肠癌细胞中过表达FOXO4可上调E-cadherin的表达，而vimentin，snail1/2的表达下调，提示FOXO4过表达对大肠癌转移过程存在抑制效应。通过CHIP-qPCR 验证了FOXO4 对APC2 有直接的调控作用, 在结直肠癌细胞和组织切片中发现FOXO4与APC2的表达成正相关。免疫组化和基因芯片同样发现APC2在大肠癌临床分期靠后的病人中呈低表达，对临床病理和预后分析都有诊断意义。对FOXO4-APC2轴的研究发现，FOXO4对转移相关蛋白的调节作用，对大肠癌细胞迁移的抑制作用，以及对裸鼠脾脏成瘤作用、成瘤后的肝脏转移情况，均可通过APC2来实现，所以APC2是FOXO4下游重要的效应因子。.结论：FOXO4通过对APC2的调节来抑制结直肠细胞的转移过程，有望进一步阐明大肠癌的转移机制，并且为FOXO4转录因子及其下游直接靶基因APC2进行临床分子靶标的应用开发提供了有力的理论指导。