致瘤Wnt/β-catenin信号通路与人附睾肿瘤发生率低的相关性研究

To date, hyperactivation of the Wnt pathway, or dysregulation of specific components of this pathway, has been observed in almost 50% of all human tumours. Recently, we have found that: (1) human epididymal cancer incidence only accounts for 0.03% of all male tumours, and 82% of epididymal tumours are not malignant according to data from the China Hospital Knowledge Database (CHKD); (2) besides containing the expression of almost 40 Wnt/β-catenin-pathway component genes, the normal adult human epididymis expresses much more β-catenin than other cancer cells, especially the colorectal carcinoma cell line HCT116 which possesses elevated β-catenin expression caused by gene mutation;(3)in contrast to other cancer cells, β-catenin mainly localizes in the cell membrane of human epididymal epithelium rather than in the nuclei. Therefore, we hypothesize that there must be some inhibitory mechanisms against Wnt/β-catenin pathway activation related tumourigenesis in the human epididymis. We proposed to use the only one successfully established normal human epididymal cell line in the world as research model to discover these inhibitory mechanisms in two directions including investigating (1) the mechanisms underling the membrane localization of β-catenin in human epididymal epithelium and (2) tumour-transforming potential of normal human epididymal cells driven by the activation of Wnt/β-catenin signalling pathway. This project mainly aims at discovering the mechanisms in the human epididymis against tumourigenesis relevant to the Wnt/β-catenin signalling pathway and providing theoretical basis for tumour therapy.

人实体肿瘤的发生与Wnt/β-catenin信号通路功能异常密切相关。申请者前期研究发现：1.人附睾肿瘤发生率和恶性程度均极低；2.人附睾具备完整的该通路基因的表达，且β-catenin蛋白表达明显高于其他癌细胞；3.相比其他癌细胞，β-catenin主要分布在人附睾上皮的细胞膜上，而非细胞核中。据此我们推测，人附睾能通过抑制该通路活性降低其肿瘤发生率。本研究以目前国际上唯一一株成功建系的人附睾上皮细胞系为研究对象，一方面从β-catenin膜定位入手，研究附睾中该通路活性的抑制机制；另一方面探究激活该通路在人附睾上皮细胞肿瘤转化过程中的作用，以期发现其它与该通路相关的肿瘤抑制机制，最终系统阐述Wnt/β-catenin通路与人附睾肿瘤发生率低的关系。本研究将生殖与肿瘤研究有机结合，从全新角度增进人们对肿瘤发生与抑制机制的认识，为男性生殖领域开辟新的研究方向，具有重要的理论和临床参考价值。

Wnt/β-catenin 信号通路与肿瘤关系密切，约 50% 的人类实体肿瘤与该信号通路超激活或是其成员功能异常密切相关。人附睾肿瘤发生率和恶性程度均极低，但该通路成员基因表达完整。值得注意的是，附睾中 β-catenin 的表达量甚至高于恶性肿瘤细胞系。如能探明人附睾抑制 β-catenin 入核诱发肿瘤发生的机制，使得我们可以从全新角度增进人们对肿瘤发生与抑制机制的认识，为男性生殖领域开辟新的研究方向，具有重要的理论和临床参考价值。本研究成功构建了 β-catenin 突变体生成、Condition Medium （CM）检测以及 LiCl 小鼠灌胃三个实验体系；通过对比人、鼠中 Wnt/β-catenin 信号通路成员组成发现，二者几乎相同，这提示不同物种中，附睾可以通过相同或相似的机制对抗肿瘤发生，并且小鼠可以作为附睾抗肿瘤研究的动物模型；通过研究 β-catenin 在小鼠附睾发育过程中的表达模式发现，其与附睾发育关键基因 Ros1 表达模式相同，这提示 β-catenin 与 Ros1 平行作用于小鼠始段的发育过程；通过 LiCl 灌胃小鼠并结合免疫共沉淀以及液质联用质谱（LC-MS）鉴定小鼠附睾和前列腺中能与 β-catenin 相互作用的差异蛋白发现：a）药物处理前，小鼠附睾和前列腺中能与 β-catenin 发生相互作用的蛋白分别为 705 和 458 个，这其中差异互作蛋白共有 104 个，差异表达两倍以上的蛋白有 62 个；b）药物处理后，小鼠附睾和前列腺中能与 β-catenin 发生相互作用的蛋白分别为 266 和 782，这其中差异互作蛋白共有 181 个，差异表达两倍以上的蛋白有 5 个；c）用药后，小鼠附睾和前列腺中上调蛋白分别为 16 和 84 个，共有蛋白 11个；d）用药后，小鼠附睾和前列腺中下调蛋白分别为 17 和 10 个，共有蛋白 5个；e）今后的研究需要重点关注用药后两个组织中蛋白表达均增高（7个）和降低（3个）的基因。上述结果为后续的研究打下了坚实基础，为揭示附睾的抗肿瘤机制提供了科学依据，为相关肿瘤的预防和临床治疗提供更多的理论依据，具有重要的理论和临床参考价值。