Fyn/TOPK/KLF5正反馈调控环路促进胃癌增殖转移的作用及机制研究

Gastric cancer is highly heterogeneous and has few molecular targets applied to the clinic, which has prompted us to find new targets for gastric cancer. We found that 1.Fyn and TOPK were highly expressed in the cell lines and tissues of gastric cancer, and there was a positive correlation between them. 2. Down regulation of Fyn significantly inhibited the proliferation and migration of gastric cancer cells. 3.Fyn directly phosphorylates TOPK at the Y272 site. 4. Down regulation of TOPK lead to significantly decreased mRNA and protein level of Fyn in gastric cancer cells, while overexpression of TOPK lead to significantly increased mRNA and protein level of Fyn. 5. Up regulation of TOPK expression lead to increased activity of KLF5. Therefore, we propose the following hypothesis： Fyn promotes proliferation and metastasis of gastric cancer by activating TOPK and its downstream pathway, and TOPK promotes transcription of Fyn gene by enhancing the activities of the transcription factor KLF5.The positive feedback loop between Fyn and TOPK may play an important role in promoting the proliferation and metastasis of gastric cancer. We intend to explore the molecular mechanism of Fyn/TOPK/KLF5 positive feedback regulatory loop, evaluate the clinical value of Fyn and TOPK as tumor markers in gastric cancer, and provide new targets for molecular targeted therapy of gastric cancer.

胃癌的强异质性导致目前可应用于临床诊治的分子靶点甚少，寻找新型有效的靶点可望进一步提高胃癌疗效。项目组研究发现：1.Fyn与TOPK在胃癌细胞系和组织中高表达，且表达水平正相关。2.下调Fyn表达显著抑制胃癌细胞增殖和迁移能力。3.Fyn在Y272位点直接磷酸化TOPK。4.下调TOPK表达后胃癌细胞中Fyn的mRNA和蛋白水平显著降低，上调TOPK表达后Fyn的mRNA和蛋白水平显著升高。5.上调TOPK表达后转录因子KLF5活性增高。因此我们提出“Fyn激活TOPK及其下游通路促进胃癌增殖转移，而TOPK又通过增强转录因子KLF5活性促进Fyn基因转录，两者形成的正反馈调控环路可能是促进胃癌增殖转移的重要机制”的假说。本项目拟研究Fyn/TOPK/KLF5正反馈调控环路的作用和机制，评估Fyn、TOPK作为胃癌肿瘤标志物的临床价值，为胃癌诊治提供新的分子靶点。

胃癌是世界上最常见的恶性肿瘤之一，因其发病隐匿，首次发现时多处于晚期，五年生存率低。目前的主要治疗手段为手术结合放化疗，必要时辅以靶向治疗或免疫治疗。然而，胃癌的强异质性导致目前可应用于临床诊治的分子靶点甚少，寻找新型有效的靶点可望进一步提高胃癌疗效。本研究旨在探讨非受体酪氨酸激酶FYN作为胃癌治疗靶点的可行性。在本项研究中，我们发现FYN在临床胃癌组织表达升高，且高表达FYN的胃癌患者预后较差。在胃癌细胞中敲低FYN的表达可明显减弱胃癌细胞增殖和迁移能力。体外激酶实验显示FYN可在Y272位点直接磷酸化TOPK，TOPK作为FYN的新的下游底物介导FYN引起的胃癌细胞增殖和迁移。蛋白质组学结合磷酸化组学寻找TOPK下游调控分子，结果显示TOPK敲低后HSPB1磷酸化水平下降，TOPK基因敲除鼠确认了这一结果。我们的研究阐明了FYN-TOPK-HSPB1级联在胃癌中的关键作用，为临床上胃癌治疗提供了新的分子靶点。具体研究结果如下：.1..研究FYN在胃癌临床组织和胃癌细胞中的作用：我们免疫组化检测FYN在胃癌组织和癌旁组织中的表达，结果发现FYN在胃癌组织中表达水平明显高于癌旁，且高表达FYN胃癌患者预后较差。细胞实验和裸鼠实验结果证实在MGC803和SGC7901中敲低FYN可明显抑制MGC803和SGC7901的增殖和迁移能力，以上结果说明FYN在胃癌中可能作为促癌因子发挥作用。.2..研究FYN与TOPK的相互作用及机制：Pull-down实验、COIP和激光共聚焦实验结果显示FYN在胞质中与TOPK直接结合。体外激酶实验证实FYN可在Y272位点磷酸化TOPK，将Y272位点突变则磷酸化信号消失，我们制备了一种针对Y272的磷酸化特异性抗体，在MGC803和SGC7901细胞中确认了这一结果。.3..研究FYN/TOPK的下游底物分子：在TOPK敲减细胞株进行蛋白质组学结合磷酸化组学检测，发现HSPB1蛋白和磷酸化水平都有明显的下调，对TOPK基因敲除小鼠胃组织进行免疫组化确认了了这一结果。本研究阐明了FYN-TOPK-HSPB1信号通路在胃癌发生发展中的作用，为胃癌精准治疗提供了新的靶标。