FBXW7 负调控MMP-13表达抑制肾癌转移的分子机制研究

FBXW7 is an important tumor suppressor gene, and its abnormal expression is correlated with tumor occurrence and development. Our previous studies have found that FBXW7 illustrated high frequency somatic deletion (about 10%) in 60 patients using whole-genome sequencing, and FBXW7 deletion was related to renal cell cancer (RCC) metastasis. Gene transcription microarray data and double interference experiments showed that FBXW7 down regulated the expression of MMP-13 and inhibited RCC metastasis. However, the molecular mechanisms of FBXW7-inhibited RCC metastasis by down-regulating MMP-13 expression is still unclear. This study aim to over-expression and knockdown of FBXW7 gene: (1) detection the effect on MMP-13 expression, enzyme activity, cell migration and invasion; (2) previous studies have shown that the expression of MMP-13 is mainly regulated by the NF- kappa B signaling pathway, and further screening target molecules between FBXW7 and NF-κB, the corresponding interference siRNA verification that FBXW7 regulation MMP-13 expression via NF-κB signaling pathway; (3) using orthotopic implantation tumor and metastasis model to verify the results. To reveal the molecular mechanisms of FBXW7-inhibited renal cell carcinoma metastasis by down-regulating MMP-13 expression, and improve a new theoretical basis for clinical RCC and design targeted anti-metastasis drugs.

FBXW7是最近发现的一种重要抑癌基因，其异常表达与多种肿瘤的发生、发展及预后密切相关。我们前期对60例肾癌病人全基因组测序发现FBXW7发生高频缺失（约10%），且该基因缺失与肾癌转移相关，基因转录芯片数据和双干扰实验证明：FBXW7下调MMP-13表达抑制肾癌细胞转移，但其下调MMP-13表达的分子机制目前尚不清楚。本研究拟过表达和敲除FBXW7基因：（1）检测对MMP-13表达、酶活性、细胞迁移和侵袭的影响；（2）已有研究证明MMP-13的表达主要受NF-κB信号通路调控，因此进一步筛选FBXW7调控该通路中靶分子，用干扰siRNA验证FBXW7通过该靶分子调控MMP-13表达；（3）最后用裸鼠原位移植转移模型验证上述结果，以揭示FBXW7负调控MMP-13表达抑制肾癌转移的分子机制，完善FBXW7调控肿瘤转移的分子调控网络，为辅助肾癌临床诊断和设计靶向抗转移药物提供新的理论依。

肾细胞癌（简称肾癌）是起源于肾实质泌尿小管上皮细胞的恶性肿瘤，其发病率在泌尿系肿瘤中占第二位，其中肾癌转移是导致患者死亡的主要原因之一，因此阐明调控肾癌转移的关键靶点和相应信号转导通路，对肾癌诊断和治疗具有重要意义。前期对肾癌基因组学研究发现FBXW7基因突变或缺失与肾癌转移具有相关性。目前尚不清楚，FBXW7 基因是如何负调控MMP-13表达及抑制肾癌转移。本研究证明FBXW7 在肾癌患者组织中发生高频缺失，并与肾癌临床病理特征具有相关性，如临床病理分级，原发肿瘤-结节-远处转移和肿瘤大小等。FBXW7在肾癌细胞系中高表达，通过构建过表达与敲低肾癌细胞系，并显著影响细胞的增殖能力、克隆形成、迁移能力与侵袭能力。通过转录组学分析发现敲低FBXW7后能显著影响MMP-13等相关基因的表达水平，通过荧光定量PCR和Western blot检测初步证明FBXW7与MMP-13的表达具有负相关性。根据已有文献发现NF-KB能调控MMP-13表达，因此我们研究了FBXW7与NF-KB的关系，但是通过Western blot发现敲除FBXW7组对NF-κB相关分子的表达如：p65、p-p65和p50的表达没有显著差异，又通过免疫荧光和荧光素酶报告基因进行验证，发现FBXW7的表达高低与NF-kB的活性没有显著关系。这样提示FBXW7可能不是通过NF-kB来调控MMP-13的表达。目前这方面的功能还在继续，如前蛋白组学、转录组学（非编码RNA如 lncRNA和miRAN和circRNA）和空间转录测序等多种方法来分析FBXW7与MMP-13之间的关系和潜在的分子调控机制。阐明示FBXW7 基因调控MMP-13表达及抑制肾癌转移的分子机制，完善FBXW7调控肿瘤转移的分子调控网络，为肾癌预后诊断、及以细胞信号分子为药物靶标进行抗转移药物的研究提供理论依据。