GPC5候选基因在非吸烟人群肺癌发生中的作用

肺癌是我国首位恶性肿瘤死亡原因。吸烟是导致肺癌的重要原因，但是，仍有25%的肺癌患者是终生非吸烟者。研究发现非吸烟人群肺癌（LCINS）的病因、临床和预后特点与吸烟相关性肺癌存在明显差异，是一种具有独特分子和生物学特征的疾病。目前对LCINS的易感基因和遗传机制尚不清楚。根据我们前期的研究发现和已有的证据，我们认为：13q31.3是LCINS的易感基因组位点，GPC5是此位点的候选基因，如果这个基因发生变异，活性降低，则罹患肺癌的风险可能增高。为验证这一假说，进一步阐明GPC5基因在肺癌发生发展中的作用机制，本研究拟从遗传和表遗传学变异的角度，从基因到蛋白质水平，运用体外细胞和体内实验，结合生物信息学分析方法，初步系统探讨GPC5在肺癌发生发展中的作用。研究结果不仅有助于进一步深入解析非吸烟人群肺癌的发病机制，而且可望为肺癌高危人群预警、早期诊断、个体化预防和治疗提供理论依据和分子靶标。

GPC5是肝素蛋白聚糖家族的成员之一，根据我们前期的研究发现和已有的证据表明GPC5可能与肺癌相关。本研究首先检测了GPC5基因在肺癌以及癌旁组织中的表达差异，发现GPC5在肺癌组织中的表达显著低于癌旁组织。同时分析GEO和TCGA公共数据库中的数据也支持我们的结果。我们进一步发现GPC5基因的表达与肺腺癌的生存预后相关，GPC5基因表达越低，肺腺癌预后越差。为了阐明GPC5基因低表达的原因，我们检测了GPC5启动子区域的甲基化水平，发现在肺腺癌组织和肺腺癌细胞系中GPC5启动子区域甲基化水平显著高于正常肺组织，且GPC5基因mRNA表达水平与启动子区域甲基化水平显著负相关，去甲基化进一步证实GPC5的低表达很可能是由启动子区域高甲基化引起的。细胞功能实验表明，过表达GPC5能抑制肺腺癌细胞株的增殖、侵袭和迁移、以及裸鼠皮下成瘤，反之，抑制GPC5表达能促进肺腺癌细胞株的增殖、迁徙和迁移。进一步，我们探索了GPC5基因抑制肺腺癌的可能机制，通过数据库分析以及实验室研究发现GPC5通过调控Wnt经典通路进而抑制肺癌细胞增殖。此外通过免疫共沉淀以及细胞免疫荧光实验我们发现GPC5可能通过竞争性结合Wnt3a蛋白进而抑制Wnt经典通路，从而在肺腺癌中起到了抑癌基因的作用。综上所述，我们的研究阐明了GPC5在肺腺癌中是一个新的抑癌基因，其表达受到表观遗传学调控，且能通过抑制Wnt经典通路抑制肺腺癌细胞的增殖。我们的研究结果可能为肺腺癌的诊断治疗提供新的候选靶点。