CPSF4上调NF-κB/COX-2信号通路促进肺癌生长的机制及其临床意义

The high expression of COX-2 is the hallmarker of lung tumorigenesis. It is of important significant to discover the novel and tumor-specific factors which regulate COX-2 expression. In our preliminary study, we pulled down and identified CPSF4 as a new COX-2 promoter-binding protein in lung cancer cells by BSBP（biotin-strepatavidin-beads pulldown）and proteomics techniques. We also showed that CPSF4 was highly expressed in lung cancer cells and tumor tissues, singly or in combination with NF-κB, regulated COX-2 transcription and lung cancer cell growth. However, so far it is unclear about the molecular mechanisms by which the CPSF4 regulates COX-2 expression and lung tumorigenesis as well as its clinical implications. In this study, we will knockdown or overexpress CPSF4 or in combination with NF-κB specific inhibitor in human lung cancer cell lines and animal models, and then study the effects of CPSF4 / NF-κB on COX-2 expression, promoter activity, and tumor tumor cell growth, thereby revealing the mechanisms of action of the CPSF4/NF-κB/COX-2 signaling pathway in lung tumorigenesis. Moreover,we will use tissue array, combining with the clinical data, to analyze the expression levels and the correlation of CPSF4/NF-κB/COX-2 in tumor tissues from lung cancer patients, and to evaluate their relationship with lung tumorigenesis, pathological staging and patient prognosis, thereby identifying the clinical implications of CPSF4/NF-κB/COX-2. The results from this study will provide theoretical and experimental basis for the identification of the CPSF4 signaling as a new therapeutic target for lung cancer treatment.

COX-2高表达是肺癌发生发展的风向指标，发现新型的肿瘤特异性COX-2表达调控因子意义重大。我们已利用BSBP垂钓技术和蛋白质组学方法，在肺癌细胞中垂钓和确定了一个新型的COX-2启动子DNA 结合蛋白CPSF4，并证实其在肺癌细胞和组织中高表达、可单独或联合NF-κB调控COX-2转录和肺癌细胞生长，但CPSF4如何调控COX-2继而影响肺癌发生发展的分子机制及其临床意义，目前尚不清楚。本项目拟在肺癌细胞和动物模型中敲低或过表达CPSF4，研究其对COX-2表达、启动子活性产生的调控以及对肿瘤生长的影响，揭示CPSF4/NF-κB/COX-2信号通路在肺癌发生发展中的作用和分子机制；并结合临床资料，分析肺癌患者组织中CPSF4/NF-κB/COX-2的表达水平及表达的相关性，并评估其与肺癌发生、分期、复发、预后的关系。本项目将为确立CPSF4作为肺癌治疗新靶点提供理论和实验依据。

据WHO2012年统计数据，肺癌是世界上发病率和死亡率最高的肿瘤，在我国，肺癌发病率21.3%，死亡率27.1%， 5年患病率12.1%，均远高于世界水平。非小细胞肺（non-small cell lung cancer, NSCLC）占肺癌患者的85%左右，大多数就诊时已属晚期，失去了手术治疗的机会。由于肺癌很难在早期发现、其扩散性强、转移率高、对放化疗有抗性、并且缺乏系统的治疗方法是导致这种恶性肿瘤死亡率高的主要原因。 所以，深入了解肺癌发生发展的分子机制，发现和确定新型的肿瘤分子标记和药物靶点对有效治疗肺癌和克服其放化疗抗性有极其重要的意义。在人肺腺癌细胞及动物模型中，应用基因过表达、 RNA 干扰等技术进一步研究 CPSF4 是如何调控 COX-2 转录活性以及CPSF4 如何通过 NF-ΚB 信号通路介导的调控 COX-2 转录活性，影响细胞转化、增殖、凋亡、细胞周期和肿瘤形成、迁移、侵袭等生物学功能及其具体分子机制，以期深入了解 CPSF4 在调节肺腺癌发生发展过程中的作用和分子机制。另外，进一步分析并验证 CPSF4 和 COX-2 在人肺腺癌细胞及肿瘤组织标本中的表达特征，并结合临床资料来分析 CPSF4 和 COX-2 和肺腺癌病理分期、生存、转移、复发等的相关性, 及其在肺腺癌的临床诊断、预测预后、复发和治疗上的价值，旨在确立作为新型的肺癌分子标记和治疗靶点提供更充分的理论和实验依据。本项目确认在非小细胞肺癌中，CPSF4上调COX-2的mRNA与蛋白表达水平；发现CPSF4通过调节COX-2的表达促进非小细胞肺癌细胞的增殖、迁移和侵袭；揭示CPSF4激活非小细胞肺癌细胞NF-κB信号通路，同时CPSF4直接结合COX-2启动子，激活COX-2通路；同时在临床组织标本中CPSF4与COX-2表达呈正相关，CPSF4/COX-2同时高表达提示肺癌患者预后不良；最后，CPSF4上调COX-2以促进肺癌移植瘤的生长。. 在本项目的资助下在Nature Communication高水平SCI期刊发表论文1篇，IF为12分。培养硕士生3名，博士生2名。