新候选抑癌基因FOXN1核移位抑制自噬在胃肠肿瘤进展中的作用机制研究

Our preliminary experimental results suggested that FOXN1, the member of the Forkhead gene family, was significantly down-regulated or silenced in more than 50% of gastrointestinal cancer cases and its protein expression level was closely related to the prognosis of the patients. Restoring FOXN1 expression in gastric cancer cell line AGS and colon cancer cell line HT-29 can dramatically inhibited cancer cell proliferation. Hydrogen peroxide treatment could affect FOXN1 nuclear translocation through PI3K pathway to regulate cell autophagy. Bioinformatics predicted that FOXN1 can combine with autophagy related important proteins such as AKT1 and SIRT1. This project will study FOXN1 expression and its clinical significance in gastrointestinal cancer, verify the FOXN1 expression control mechanism of miR-518b, miR-192-5p and miR-1306. Meanwhile, we will explore by in vitro and in vivo experiments that whether FOXN1 gene plays an important biological function in gastrointestinal cancer progression and the molecular mechanisms, especially whether FOXN1 affect autophagy through nuclear translocation under different cell stress states. We will also clarify the specific role and the target of FOXN1 in controlling autophagy. This study will provide scientific basis for gastrointestinal cancer diagnosis and theatment based on FOXN1.

我们前期预实验结果发现Forkhead box基因家族成员FOXN1在50%以上的胃肠肿瘤组织中表达显著下降或沉默，并与患者的预后密切相关；FOXN1转染后能抑制肿瘤细胞增殖，过氧化氢处理能通过PI3K通路促进FOXN1核移位并抑制肿瘤细胞自噬，生物信息学预测FOXN1能与AKT1和SIRT1等自噬相关的重要蛋白相互结合。本项目将研究FOXN1在胃肠肿瘤组织中的表达及其临床意义，验证miR-518b、miR-192-5p或miR-1306对FOXN1的表达调控；同时通过上调或下调FOXN1在肿瘤细胞中的表达，体内外实验阐明其在胃肠肿瘤进展中所起的生物学作用及分子机制，尤其对FOXN1是否通过核移位调控细胞在不同应激状态下的自噬及与肿瘤细胞归属的关系进行深入研究，明确FOXN1在自噬中的具体作用及作用靶点，希望从分子水平为基于FOXN1的胃肠肿瘤诊断和治疗提供科学依据。

胃肠道肿瘤是危害人类健康最常见的恶性肿瘤，据WHO统计显示我国胃肠肿瘤的发病率、死亡率一直位于恶性肿瘤前五位，且皆有继续升高的趋势。肿瘤的发生、发展是一个多基因参与、多阶段、多步骤的复杂的生物学过程，其中基因的改变：例如原癌基因的激活及抑癌基因的沉默则被认为是肿瘤发生发展的重要机制。. 我们通过半定量RT-PCR和免疫组化检测胃肠正常组织和肿瘤组织中FOXN1的表达水平；通过体外脂质体转染，获得稳定表达FOXN1的胃癌和大肠癌细胞株，观察体外FOXN1对细胞表型的影响，包括细胞的增殖能力、迁移能力、细胞凋亡及细胞自噬等；通过建立裸鼠皮下种植模型进一步观察体内FOXN1对肿瘤细胞生长的影响；通过Western Blot检测相关通路蛋白的表达，研究FOXN1可能的调控机制；并通过实时定量QPCR验证胃肠癌不同细胞株中microRNA的表达，找出FOXN1的上游表达调控机制。. 我们的研究发现Forkhead box基因家族成员FOXN1在50%以上的胃肠肿瘤组织中表达显著下降或沉默，并与患者的预后密切相关；miR-518b是其表达调控的一个主要机制。过表达FOXN1具有明显的抗细胞增殖、迁移能力，并能促进肿瘤细胞的凋亡和调节肿瘤细胞自噬状态，FOXN1通过PI3K/AKT/mTOR通路调节肿瘤细胞自噬，并与细胞凋亡协同促进肿瘤细胞死亡。这种作用是在肿瘤细胞氧化应激时通过FOXN1被Akt磷酸化后入核激发的，我们证明FOXN1是一个新的胃肠肿瘤抑癌基因，有希望作为一种潜在的标记物用于肿瘤的早期诊断和风险评估，同时成为胃肠肿瘤治疗的一个新靶点。.