中间丝蛋白Nestin介导的DNA损伤修复在维持肿瘤干细胞特性及促进肿瘤形成中的作用研究

Nasopharyngeal carcinoma (NPC) is a major malignant tumor of the head and neck region in southern China. In previous research, we found that miR-940 was identified to suppress cell proliferaton and induce apoptosis of NPC cells both in vitro and in vivo by downregulating Nestin, a marker of cancer stem cells (CSCs), due to targeting the Nestin 3'-UTR region. More importantly, we also found that Nestin depletion reduced the quantity of SP cells and the capability of tumor sphere formation, as well as the ability of DNA damage repair (DDR). These clues imply us that Nestin was likely to contribute to DDR and maintaining CSCs stemness. This project will identify the molecular mechanism of Nestin-mediated DDR and the role of Nestin in maintaining CSCs identity and promoting tumorigenesis, as well as discuss the possibility of microRNA-940 mimics and siRNA targeting Nestin in treatment of NPC.

鼻咽癌是我国常见的恶性肿瘤之一，其发病机制目前仍不明确。项目前期工作发现miR-940直接下调肿瘤干细胞（CSCs）标志物Nestin的表达来抑制5-8F细胞的生长和诱导凋亡，从而发挥抑癌作用。更重要的是，干扰Nestin表达后5-8F细胞的侧群细胞含量和肿瘤球形成率明显减少，并且细胞DNA损伤修复（DDR）能力也明显下降。该发现提示，Nestin的促癌作用很可能是通过介导DDR过程维持CSCs干性来实现的。为证实上述推测，本项目将结合蛋白芯片、ChIP-seq、免疫共沉淀等高通量方法，通过分子生物学、细胞生物学和体内动物实验，对Nestin是否通过直接或间接参与DDR信号调控过程来维持CSCs干性进行深入研究，以期揭示Nestin促癌发生的分子机制，并最终探讨miR-940模拟物及靶向Nestin的siRNA治疗肿瘤的可能性。

中间丝蛋白Nestin在多种人实体瘤和肿瘤相关细胞系中异常高表达，且Nestin的表达与多种肿瘤，如脑胶质瘤的恶性程度相关。然而对于Nestin能抑制肿瘤细胞凋亡以及促癌发生的分子机制至今仍未有报道。本项目研究证明Nestin在鼻咽癌、神经胶质瘤以及结直肠癌中均出现异常高表达情况。在以上肿瘤相关细胞中敲减Nestin表达均抑制肿瘤细胞增殖、克隆形成能力，促进细胞凋亡，引起细胞周期阻滞。此外，敲减Nestin能减少侧群细胞比例和肿瘤球形成数量，并且引起细胞自发损伤积累，从而导致细胞DNA损伤修复过程时间延长。我们还证实Nestin参与DNA损伤修复过程可能是通过其直接结合CDK5来实现，在此过程中伴随着Nesitn动态装配的改变。综上所述，Nestin可能通过结合并调控CDK5参与DNA损伤修复应答过程从而促进肿瘤发展进程，这一发现为进一步研究肿瘤干细胞标志物Nestin维持肿瘤干细胞干性分子机制新的思路。