转录因子GCF2通过PI3K/PTEN/Akt/mTOR通路影响肝癌增殖和凋亡的作用机制研究

GC-binding factor 2(GCF2) is transcription factor that represses the activities of the genes enriching GC sequences in promoters. Our previous work has reported that knockdown of GCF2 by RNAi caused cell growth inhibition, increased apoptosis and PTEN protein expression in hepatocellular carcinoma (HCC) BEL-7404 and HepG2 cells. Since PTEN plays an important role on PI3K/PTEN/Akt/mTOR pathway, we conjecture that GCF2 may take part in the process of proliferation and apoptosis of HCC by PI3K/PTEN/Akt/mTOR signaling. Here we first analyze the protein expression of GCF2 and PTEN in tumor of HCC patients by immunohistochemistry. Then, the effect of GCF2 on cell proliferation, apoptosis and PI3K/PTEN/mTOR signaling is detected by knockdown or up-regulation GCF2 expression in HCC cell lines and tumor of SCID transplanted with HCC cells. Additionally, interreaction between GCF2 and the promoter of PTEN is evaluated through methods of gel retardation assasy and relative activity of luciferase. Thus, this research project may expoud the relationship between GCF2 and PTEN, provide a molecular mechanism of HCC, and give the experiment support that GCF2 may be a potential target for treating HCC.

GCF2(GC binding factor 2)是一个转录因子,通过结合下游基因的启动子GC丰富区抑制基因转录。我们前期研究证实GCF2在肝癌细胞过表达，下调GCF2表达可抑制肝癌细胞增殖、促进凋亡；同时，PTEN蛋白表达显著增加。因为PTEN与PI3K激酶起着相反作用。我们猜测，GCF2可能调控PI3K/PTEN/Akt/mTOR通路，进而影响肝癌增殖和凋亡。本研究拟在临床肝癌标本中检测GCF2与PTEN表达的相关性；在细胞和动物模型中，通过敲低GCF2蛋白表达和过表达等方法，研究GCF2对肝癌增殖、凋亡及PI3K/PTEN/Akt/mTOR通路影响，进一步，我们通过凝胶阻滞分析和荧光素酶报告基因验证PTEN是否为GCF2的靶基因？本研究有望明确GCF2对PTEN的调控关系，有助于揭示GCF2参与肝癌发生发展的作用机制，可为开展以GCF2为干预靶点的药物研究提供实验依据。

本项目前期发现GCF2在HCC细胞中过表达，下调GCF2引起细胞增殖抑制和凋亡增加。本项目旨在探讨GCF2对HCC细胞增殖和凋亡的影响及分子机制。在临床HCC标本检测GCF2与PTEN表达的相关性；在细胞和动物模型通过敲低和过表达GCF2等方法，研究GCF2对HCC细胞增殖、凋亡及关键调控因子的蛋白表达影响；通过荧光素酶报告基因检测PTEN是否为GCF2的直接靶标。（1）生物信息学分析和免疫组化证实GCF2在HCC组织的表达显著高于癌旁组织，其表达水平与HCC肿瘤大小明显相关性；（2）细胞实验结果显示，敲减GCF2可抑制HepG2细胞活性、克隆形成能力、增殖、周期以及凋亡，western blot 结果显示，由于GCF2表达的改变，相关蛋白分子的表达水平明显上调或下调；（3）动物实验证实GCF2在小鼠体内促进HCC增殖和肿瘤生长；（4）RT-PCR结果证实GCF2负性调节PTEN基因表达，双荧光素酶活性检测显示实验阻酶活性比值较对照组增高，但无统计学意义，推测GCF2很可能结合PTEN启动子的其它位点。总之，本研究确立了GCF2对HCC细胞增殖和凋亡的调节作用以及GCF2对PTEN基因表达的调控关系，为进一步理解HCC的发生和发展机制以及开展以GCF2为靶向分子药物的研究提供理论依据。