PDCD4抑制细胞自噬对卵巢癌恶性行为的影响及分子机制

Autophagy plays important roles in tumorigenesis and cancer development. In normal cells, autophagy clean up damaged organelles and malfunctioned proteins to prevent the cells from becoming cancerous. In cancer cells, autophagy may help them survive stresses, resulting in enhanced malignancy or recurrence after therapy. In addition, autophagy may promote tumor cell survival during chemotherapy or radiation, and prompt disruption of autophagy pathway could be an efficient approach to extend the therapeutic benefits and reduce the incidence of cancer recurrence. PDCD4 (programmed cell death 4) is new tumor suppressor, which can inhibit tumor growth through suppressing protein translation and signal transduction. In previous study, we have found that PDCD4 expression was significantly decreased or lost in ovarian cancer, overexpression of PDCD4 can inhibit malignant proliferation and enhance the chemosensitivity of ovarian cancer cells in vitro and in vivo. However, the exact mechanism of PDCD4 is unclear. More interesting, we found that PDCD4 could inhibit autophagy of ovarian cancer cells, which suggested that PDCD4 could suppress ovarian cancer progression may through inhibiting autophagy. This project aims to test our hypothesis that PDCD4 can inhibit malignant proliferation and enhance the chemosensitivity by inbihiting autophagy of ovarian cancer cells in PDCD4 overexpression and knockdown systems, and further explore the molecular mechanism of the effect of PDCD4. Results from the proposed studies will not only significantly advance our understanding of the PDCD4 function, but also aid in the development of new strategies for the treatment of ovarian cancers.

自噬在肿瘤的发生发展过程中发挥重要作用，可以使肿瘤细胞在营养缺乏的情况下存活并且抵抗化放疗，抑制自噬可以增强肿瘤的治疗效果,降低肿瘤的复发。PDCD4是近年来发现的抑癌基因，我们在前期研究中发现PDCD4在卵巢癌中表达明显下调甚至缺失， PDCD4 表达的上调可明显抑制卵巢癌细胞的生长及成瘤能力，增强卵巢癌细胞的化疗敏感性,但其确切的作用机制尚不清楚。令人振奋的是，我们发现PDCD4可以抑制卵巢癌细胞自噬的发生，提示PDCD4可能通过抑制卵巢癌细胞自噬进而发挥其抑癌基因的作用。本课题拟通过体内外实验，在PDCD4过表达和沉默表达两个体系中证明PDCD4可以通过抑制卵巢癌细胞自噬进而抑制其恶性增殖，增强其化疗敏感性，并且深入阐明其作用的分子机制。通过本研究的完成，不仅为PDCD4功能的研究提供新的思路，并且为在临床上改善卵巢癌的治疗方案有重要的潜在应用价值。

自噬在肿瘤的发生发展过程中发挥重要作用，可以使肿瘤细胞在营养缺乏的情况下存活并且抵抗化放疗，抑制自噬可以增强肿瘤的治疗效果,降低肿瘤的复发。很多抑癌基因p53，PTEN都证明可以调节自噬的发生，酪氨酸酶抑制剂与氯喹介导的自噬抑制联合使用，几乎可以完全清除慢性粒细胞白血病（CML）干细胞。程序性凋亡因子4 (PDCD4) 是近年发现一种重要的抑癌基因，通过抑制蛋白转录和翻译抑制肿瘤的发生、发展从而发挥抑癌基因的功能。我们在前期研究中发现PDCD4在卵巢癌中表达明显下调甚至缺失， PDCD4 表达的上调可明显抑制卵巢癌细胞的生长及成瘤能力，增强卵巢癌细胞的化疗敏感性。有趣的是，我们发现PDCD4可以抑制卵巢癌细胞自噬的发生，提示PDCD4可能通过抑制卵巢癌细胞自噬进而发挥其抑癌基因的作用。本课题通过体内外实验，在PDCD4过表达和沉默表达两个体系中证明PDCD4可以通过抑制卵巢癌细胞自噬进而抑制其恶性增殖，并且深入阐明其作用的分子机制；采用PDCD4敲基因小鼠的巨噬细胞体系来证明PDCD4抑制细胞自噬的作用； 检测了PDCD4在CML的表达，并初步探讨了其表达与CML特征性病因BCR-ABL融合基因的关系。通过研究发现，无论是通过肿瘤细胞系过表达或沉默表达PDCD4，还是敲基因小鼠的巨噬细胞的实验结果均表明PDCD4具有明显的抑制细胞自噬的作用，体内动物实验中也发现PDCD4治疗组的自噬明显下调，从体内外正反两方面证实了PDCD4抑制自噬的确切作用； 进一步，采用3-MA这种自噬抑制剂来抑制自噬的发生，发现PDCD4 对肿瘤细胞生长的抑制依赖于其对自噬的抑制；PDCD4抑制自噬通过抑制自噬相关蛋白ATG5的表达而不是Beclin1，RIP 实验证明PDCD4 能结合在ATG5 的mRNA 上，从而抑制ATG5的表达进而抑制自噬的发生。此外，我们还发现PDCD4在CML中表达明显下降甚至缺失，其表达和BCR-ABL融合基因呈明显负相关，并且采用酪氨酸酶抑制剂伊马替尼抑制BCR-ABL融合基因的表达后，PDCD4表达上调伴随着细胞增殖受抑制。通过本研究的完成，首次提出了PDCD4抑制自噬的功能并深入阐明其机制，提供新的肿瘤治疗靶点，对改善肿瘤的治疗方案有重要的潜在应用价值， 此外初步研究了PDCD4在血液肿瘤中的作用，为将来PDCD4在血液肿瘤领域的研究提供了基础。