肿瘤抗原HCA587与STAT3的相互作用及其促进肿瘤转移的分子机制研究

HCA587,also known as MAGE-C2,was identified by serological analysis of recombinant cDNA expression library from heptocellular carcinoma in our laboratory. It is not expressed in normal tissues except testis, but widely expressed in a variety of malignancies. Thus it is considered as a promising candidate target for specific immunotherapy. In our previous study, we found that the expression of HCA587 in tumor cells promoted tumor metastasis in vitro and in vivo. Moreover, our study also indicated that HCA587 interacts with STAT3（Signal Transducer and Activator of Transcription, STAT3）phosphorylated on Tyr705 in the nucleus. Based on these findings, we are going to further investigate the effects of HCA587 on STAT3 signalling and the underlying molecular mechanisms,in addition , we will investigate the effects of HCA587 on the tumor intrinsic properties for metastasis to explore the mechanisms that HCA587 promotes tumor metastasis. Our study will provide a new prognostic biomarker and therapeutic target for cancer invasion and metastasis.

HCA587，又名MAGE-C2，是我室利用SEREX方法获得的一个肿瘤抗原，由于其在多种肿瘤组织高表达，而在正常组织仅局限表达于睾丸，目前被认为是制备肿瘤疫苗的理想候选分子。我们前期的研究工作显示HCA587在肿瘤细胞的表达具有促进肿瘤细胞转移的作用，且HCA587分子能与在肿瘤转移中发挥重要调控作用的STAT3（Signal Transducer and Activator of Transcription, STAT3）分子在细胞核内发生相互作用。本课题拟在前期研究工作的基础上进一步阐明HCA587对STAT3信号通路活化的影响及其作用的分子基础，并研究HCA587的表达对肿瘤细胞本身转移特性的影响，探索肿瘤抗原HCA587促进肿瘤转移的机制，为肿瘤患者提供新的预后标志物，为肿瘤治疗提供新的靶点。

肿瘤-睾丸抗原MAGEC2（又名HCA587）是我室从肝细胞癌患者肿瘤组织cDNA文库中筛选到的一个肿瘤特异性抗原。MAGEC2在正常组织仅局限表达于睾丸，而在多种类型肿瘤组织中高表达，并且与肿瘤的恶性生物学行为及肿瘤患者的预后密切相关，提示其可能在肿瘤发生、发展中发挥重要作用。我们利用过表达体系、RNA干扰技术及CRISPR/Cas9系统干预肿瘤细胞中MAGEC2蛋白的表达，探索其在肿瘤细胞中的生物学功能。研究发现MAGEC2具有维持肿瘤细胞处于阿米巴型运动模式的作用：过表达MAGEC2使B16细胞发生间质细胞型-阿米巴型运动模式转换；敲低或敲除MAGEC2使A375细胞发生阿米巴型-间质细胞型运动模式转换。在小鼠体内实验中，我们发现MAGEC2的表达可以促进B16细胞的肺转移；而敲除MAGEC2后，A375细胞在小鼠体内的肺转移能力明显减弱。在进一步分子机制研究中，我们利用免疫共沉淀/质谱技术筛选到转录激活因子STAT3是MAGEC2的一个相互作用蛋白，并证明MAGEC2通过其MHD结构域在细胞核内与磷酸化的STAT3结合，抑制磷酸化STAT3的泛素化降解，从而维持了肿瘤细胞中的高STAT3活化水平及相关靶基因的转录。有报道STAT3参与调控阿米巴型运动模式及肿瘤侵袭、转移过程，我们利用持续活化形式的STAT3C和STAT3特异siRNA证明了MAGEC2对肿瘤细胞运动模式和转移能力的调控依赖于STAT3信号通路：敲低STAT3可以逆转由MAGEC2过表达引起的阿米巴型细胞增多；而过表达STAT3C则可逆转由MAGEC2敲除引起的阿米巴型细胞减少，并可部分逆转由MAGEC2敲除引起的肿瘤细胞体内转移能力的下降。此外，我们在肝细胞癌患者肿瘤组织标本中利用免疫组化染色检测了MAGEC2与磷酸化STAT3的表达水平，发现两者存在正相关，并且均与患者转移成正相关。综上所述，本课题研究 首次发现肿瘤-睾丸抗原MAGEC2对肿瘤细胞中STAT3信号通路活化的调控作用，从全新的角度揭示了MAGEC2促肿瘤转移作用的分子机制，为将来更深入地研究MAGE家族分子的功能以及肿瘤发生机理提供新的思路，同时为肿瘤的分子靶向治疗提供新的途径。