PLUNC与Vitronectin相互作用通过整合素相关信号调控鼻咽癌侵袭转移的分子机制

In our previous projects, we have found that the secreted protein PLUNC is down-regulated in nasopharyngeal carcinoma (NPC) and is associated with poor prognosis of NPC patients. Re-expression PLUNC in NPC cells could inhibit NPC cell invasion and metastasis. Through immunoprecipitation-mass spectrometry (IP-MS) and Co-IP, we found that there is an interaction between PLUNC and extracellular matrix protein Vitronectin (VTN). We hypothesize that PLUNC interacts with VTN and down-regulates the expression of VTN, then inhibits NPC cell invasion and metastasis through regulating integrin downstream STAT3/Akt/Erk1/2 signaling pathway. In addition, PLUNC interacts with VTN and affects the tumor microenvironment (especially the tumor associated fibroblasts, TAFs) and reduces the secretion of cytokines and matrix metalloproteinase (MMP) as far as possible, then reduces the degradation of extracellular matrix (ECM) and inhibits invasion and metastasis of NPC by the tumor microenvironment. In this study, we aim to elucidate in detail the role and mechanism of innate immune protein PLUNC in inhibiting invasion and metastasis of NPC.

我们前期发现分泌性蛋白PLUNC在鼻咽癌中表达下调且与患者不良预后相关，鼻咽癌细胞中重表达PLUNC能抑制鼻咽癌细胞侵袭转移；利用免疫共沉淀-质谱分析（immunoprecipitation-mass spectrometry，IP-MS）及免疫共沉淀技术我们发现PLUNC与细胞外基质蛋白Vitronectin（VTN）存在交互作用，本项目提出“PLUNC可能通过与VTN相互作用并下调VTN的表达、调控整合素下游STAT3/Akt/Erk1/2信号通路抑制鼻咽癌侵袭转移；以及通过VTN作用微环境中的肿瘤相关成纤维细胞（tumor associated fibroblasts, TAFs），尽可能降低TAFs分泌相关细胞因子和基质金属蛋白酶，减少细胞外基质的降解，从而抑制肿瘤微环境在鼻咽癌细胞侵袭转移中的作用”这一假说。本项目将初步明晰PLUNC这一固有免疫分子抑制鼻咽癌侵袭转移的分子机制。

我们前期发现分泌性蛋白PLUNC在鼻咽癌中表达下调且与患者不良预后相关，鼻咽癌细胞中重表达PLUNC能抑制鼻咽癌细胞侵袭转移；利用免疫共沉淀-质谱分析（immunoprecipitation-mass spectrometry，IP-MS）及免疫共沉淀技术我们发现PLUNC与细胞外基质蛋白Vitronectin（VTN）存在交互作用，因此在本项目中我们对PLUNC家族两个主要成员SPLUNC1（又名BPIFA1、PLUNC）和LPLUNC1（又名BPIFB1）这两个基因在鼻咽癌发生发展过程中的作用和机制进行了深入研究。我们利用细胞模型、动物模型研究了PLUNC通过VTN和整合素相关信号通路的调控对鼻咽癌细胞侵袭转移的影响，利用鼻咽癌临床样本研究PLUNC、VTN与整合素及下游信号通路中关键分子的表达及相关性，结果发现BPIFB1可以结合细胞外基质蛋白VTN以及间质细胞标志物VIM，一方面，BPIFB1通过结合抑制VTN，进而抑制VTN/ITGAV复合物的形成及下游FAK-Src-ERK信号通路的激活；同时，BPIFB1还可以抑制VTN、VIM介导的EMT进程，最终抑制鼻咽癌的侵袭与转移；另一方面，BPIFB1通过结合VTN，进而抑制ATM-Chk2和ATR-Chk1修复通路的激活，降低放疗后鼻咽癌细胞的增殖能力，促进细胞凋亡，最终增强细胞的放疗敏感性。此外，我们研究发现PLUNC可通过与DDX17相互作用调控Wnt/beta-catenin通路进而抑制鼻咽癌侵袭转移，通过Co-IP和免疫荧光试验发现PLUNC与DDX17有交互作用并在细胞核存在共定位，PLUNC可抑制beta-catenin入核并可调控EMT相关蛋白的表达，且细胞迁移能力和侵袭能力增强，加入Wnt/beta-catenin通路抑制剂后，EMT相关蛋白表达及细胞迁移能力和侵袭能力也发生部分逆转，鼻咽癌细胞中过表达PLUNC后可下调DDX17、p-AKT、p-GSK3beta（S9）、PD-L1和ATF3的表达，干扰PLUNC后DDX17、p-GSK3beta（S9）、PD-L1和ATF3的表达得到部分逆转，IHC结果显示ATF3和PD-L1在鼻咽癌组织中的表达明显高于鼻咽炎性上皮组织，前期已证实PLUNC在鼻咽癌组织中表达明显下调。本项目研究进一步明晰了PLUNC抑制鼻咽癌侵袭转移的分子机制。