从胃癌中HMGA2的调控靶点探讨上皮间质转化和肿瘤细胞干性获取之间的关系

HMGA2 is an architectural transcription factor that belongs to the HMGA protein family. Overexpression of HMGA2 was observed in a variety of carcinomas and associated with progression of many malignant neoplasias due to inducing EMT. Recent studies reported that HMGA2 not only promotes tumor progression and EMT, but also maintains the differentiation potential and self-regeneration capability of stem cells. Furthermore, EMT associates with the gain of epithelial stem cell properties. In our previous studies, we performed a HMGA2 ChIP on chip to indentify target genes in the human gastric carcinoma genome. Then basing on these results, we explored the underlying mechanisms of EMT. This study will further elucidate the link of EMT and gain of stem cell properties in gastric cancer cells basing on regulatory network of architectural transcription factor HMGA2.This study will further elucidate the underlying mechanisms of metastasis of gastric cancer and improved the treatment effect of gastric cancer in China.

构筑转录因子HMGA2是一种非组蛋白染色质蛋白，在许多肿瘤中表达显著上调，而且HMGA2表达升高明显缩短患者生存时间，其机制可能与其促进肿瘤细胞上皮间质转化（EMT）有关。同时，HMGA2在维持肿瘤干细胞分化潜能和自我更新能力方面也发挥着同样重要的作用，而且发生上皮间质转化的细胞可以获得干细胞样特性。在前期研究中，申请人团队通过慢病毒载体过表达HMGA2建立了胃癌细胞EMT模型，并使用染色质共沉淀结合启动子芯片（ChIP on chip）的方法筛选出HMGA2下游结合位点，对HMGA2促进EMT的分子机制进行探讨。本研究将结合课题组前期研究结果，对HMGA2下游靶基因进行生物信息学分析。并利用此调控网络，从细胞，动物和组织水平探讨胃癌上皮间质转化和肿瘤细胞干性获取之间的关系。本研究将进一步揭示胃癌转移的分子机制，提高我国的胃癌治疗水平。

目前，肿瘤的浸润和转移是导致胃癌治疗效果差的主要原因，近年来，多项研究表明上皮细胞间质转化是肿瘤转移的重要环节；肿瘤中有极少数具有干细胞性质的肿瘤细胞具有无限的自我更新能力和多分化潜能，只有这类肿瘤细胞才能形成一个新的病灶。因此本课题主要目的是以同时具有促进EMT和维持细胞干性的HMGA2基因作为研究切入点，通过HMGA2下游的靶基因探讨胃癌转移的机制。本研究中首先通过慢病毒载体在胃癌细胞中过表达HMGA2，从而在体外建立了胃癌细胞EMT模型，使用ChIP on chip（染色质共沉淀结合启动子芯片）的方法筛选出HMGA2下游的靶点，通过Gene Ontology（GO）和KEGG信号通路分析，选出可能发挥作用的靶基因；在体内和体外检测这些靶基因对于EMT和细胞干性维持的作用，并找出其下游的分子机制；结果发现HMGA2可以通过诱导EMT促进胃癌细胞的侵袭转移并赋予EMT转变的癌细胞干细胞的特性，促其在远处形成新的转移灶；ChIP on chip结果显示TWIST1,AXIN1,HDAC6,SOX7和CD44可能是HMGA2潜在的靶点，荧光素酶报告基因检测发现TWIST1和SOX7是HMGA2直接的下游靶点，过表达HMGA2可促进TWIST1的表达及SOX7的下调，进而使胃癌细https://isisn.nsfc.gov.cn/egrantweb/project/rptcompletion/enter###胞出现EMT现象及OCT4和CD44等干细胞标志物的表达上调，增加胃癌细胞迁移侵袭能力，化疗药物抵抗能及成瘤能力；HMGA2可以通过与TWIST1及SOX7的启动子区域结合调节其转录。本研究发现HMGA2是胃癌转移的重要调节因子和预后判断指标，HMGA2通过TWIST1及SOX7调节Wnt/β-catenin使胃癌细胞同时获得干性和侵袭转移的能力，因此，胃癌的转移是由EMT和干性获取两个相互依存，密不可分的动态过程共同参与的复杂行为。