癌蛋白HBXIP辅激活核受体LXR调节脂肪酸代谢对乳腺癌生长的作用及其分子机制研究

The nuclear receptor LXR is a ligand-dependent activated transcription factor. Our previous study showed that the oncoprotein hepatitis B X-interacting protein (HBXIP) was able to interact with LXR in a ligand-independent manner, leading to activation of fatty acid synthesis singnaling in breast cancer cells.Interestingly,bioinformatics showed that HBXIP contained a cosuppressor CoRNR motif, which physically interacts with nuclear receptor.However,the mechaniasm of LXR activation in a ligand-independent manner in cancer cells remains unclear. In this project, we will further explore the role and mechanism of HBXIP in coactivation of LXR/SREBP-1c in a ligand-independent manner at the levels of molecule, cell, tissue and animal. The main contents are as follows: identify the binding domains among HBXIP,LXR and SREBP-1c promoter; determine the relationship between HBXIP and unliganded activation of LXR/SREBP-1c pathway involved in CoRNR motif and its flank sequences of HBXIP,and recruitment of CBP/p300 by HBXIP; clearly investigate the effect of HBXIP on the downstream target gene FASN of LXR/SREBP-1c, and its relationship with lipid metabolism and tumor growth in breast cancer. This study will provide a novel mechanism by which oncoproteins as nuclear receptor coactivators are able to stimulate fatty acid metabolism to promote tumor growth.

代谢性核受体LXR为配体依赖激活的转录因子。我们前期研究发现，癌蛋白HBXIP可配体非依赖结合并激活LXR，进而促进乳腺癌细胞中脂肪酸合成信号通路。生物信息学发现HBXIP含有与核受体结合的辅抑制子CoRNR模序。迄今肿瘤细胞通过非配体依赖方式激活LXR的作用及其分子机制尚不清楚。本项目拟从分子、细胞、组织和动物等层面深入探讨HBXIP配体非依赖辅激活LXR/SREBP-1c的作用及其分子机制，确定HBXIP、LXR和SREBP-1c启动子之间结合的结合域，阐明HBXIP的CoRNR及其两侧序列、HBXIP募集CBP/p300与配体非依赖激活LXR/SREBP-1c通路的关系，探明HBXIP对LXR/SREBP-1c下游靶基因FASN的作用及其与乳腺癌脂肪酸代谢和生长的关系。本研究将提供癌蛋白作为核受体辅激活因子激发脂肪酸代谢促进肿瘤生长的新机制。

HBXIP是一个新的癌基因，具有促进乳腺癌细胞增殖和迁移的作用。而异常脂代谢与癌症的关系是国际上的热点问题，其中代谢性核受体转录因子经典调控模式是以配体依赖激活方式调控靶基因的表达。然而，肿瘤细胞在配体不足的情况下，核受体调控的脂质代谢信号却被异常激活，其分子机制尚不清楚。我们首先应用276例乳腺癌组织芯片的免疫组化检测发现，HBXIP在乳腺癌中有超过80%的阳性率。HBXIP的表达与肿瘤的恶性分级等呈正相关，与乳腺癌病人的生存率和治愈率呈负相关。进一步我们应用乳腺癌组织芯片、临床标本和乳腺癌细胞株证明HBXIP与脂肪酸合成酶（FAS）呈明显的正相关。乳腺癌细胞中HBXIP可以上调FAS的启动子活性和蛋白表达。并且HBXIP是通过激活SREBP-1c启动子上调FAS表达的。体内外实验进一步证实HBXIP和LXR可以相互结合，并且HBXIP和LXR的结合对于SREBP-1c启动子的转录活性是必需的。我们发现HBXIP含有辅抑制子模序CoRNR序列，HBXIP的CoRNR模序主要负责与LXR结合，CoRNR和两侧的氨基酸序列对于SREBP-1c启动子的激活是必需的。体内实验显示HBXIP可通过LXR/SREBP-1c/FAS通路促进乳腺癌生长。正常细胞中的过多的脂肪酸通过抑制LXR对SREBP-1c/FAS形成负反馈。我们在细胞和动物实验中意外发现，SREBP-1c可以与HBXIP启动子上固醇响应元件SRE结合，上调HBXIP的表达，形成HBXIP/LXR/SREBP-1c/HBXIP正反馈环路，导致FAS的持续激活，进而促进和维持了乳腺癌细胞的快速生长。因此，本论文首次揭示了一个新的乳腺癌细胞不依赖于营养信号促进脂代谢和自我生长的新机制，将为肿瘤的预防、诊断和治疗提供了新的靶点。