Menin调控胰腺神经内分泌肿瘤发生的组织特异性的分子机制研究

The incidence of neuroendocrine tumors increases rapidly in China. MEN1 is the most frequently mutated tumor suppressor gene in neuroendocrine tumors. Several lines of evidence shows that MEN1 mutations only cause neuroendocrine tumors, but not other type of cancers even though MEN1 is ubiquitously expressed in mammalian cells. The molecular mechanism of tissue selectivity in MEN1-assocaited tumorigenesis is largely unknown. In this study, we hypothesize that menin (MEN1 encoding protein) regulates the expression of its specific target genes in neuroendocrine cells, and these target genes specifically control the proliferation and tumorgenesis of neuroendocrine cells. Using in vitro and in vivo models of pancreatic neuroendocrine cells, we will address the target genes that menin binds and regulates only in pancreatic neuroendocrine cells by ChIP-seq and RNA-seq. Furthermore, we will functionally validate whether these target genes specifically control the proliferation and tumorgenesis of pancreatic neuroendocrine cells. Summarily, in the genome-wide and transcriptome-wide level, we will explore menin target genes and study why MEN1 mutations only lead to neuroendocrine cancer, which will provide a new direction for the development of neuroendocrine cancer’s targeted-therapy.

神经内分泌肿瘤发病率在我国呈现快速上升的趋势。MEN1基因是神经内分泌肿瘤中最常发生突变的抑癌基因。尽管MEN1是一个广泛表达的基因，它的单一突变只导致神经内分泌肿瘤，而不导致其它类肿瘤。MEN1的突变仅仅导致神经内分泌肿瘤的分子机理目前尚不清楚。在本课题，我们假设在神经内分泌细胞中menin(MEN1编码的蛋白)调节特异的靶基因的表达，从而特异的控制神经内分泌细胞的增殖和癌变。我们将以胰腺神经内分泌细胞和动物模型为主要研究对象，采用ChIP-seq和RNA-seq的方法探寻仅仅在胰腺神经内分泌腺menin结合并调控的靶基因。然后功能验证是否这些基因特异地控制胰腺内分泌细胞的增殖和肿瘤发生。本项目从全基因组和全转录组的水平探寻menin靶基因，探讨MEN1突变仅仅导致神经内分泌肿瘤的组织特异性的问题，为神经内分泌肿瘤靶向治疗的发展提供新思路。

神经内分泌肿瘤发病率呈现逐渐上升的趋势。针对神经内分泌肿瘤的分子病理机制研究缺乏，导致针对这一类肿瘤的诊疗的手段有限。项目首先以胰腺神经内分泌细胞和本项目借助CRISPR-Cas9技术制备的Flag标签的Men1基因工程小鼠以及Men1敲除基因工程小鼠模型为研究对象，整合Menin ChIP-seq和不同组织的RNA-seq等多组学数据分析发现Menin主要结合到基因启动子区域，Menin结合调控的基因主要是细胞周期相关的基因和涉及胰腺神经内分泌细胞分化的转录因子等相关。进一步体内和体外实验证实Menin靶基因-Igf2调控Men1功能缺失导致胰腺神经内分泌肿瘤发生的组织特异性中起着关键作用。项目另一方面通过多组学数据分析和高通量筛选发现了导致肺神经内分泌肿瘤对多个化疗药物耐药的分子机理和潜在的治疗药物和生物标志物。项目研究显示蛋白酶体抑制剂药物硼替佐米或卡非佐米通过抑制转录因子-FOXM1的降解，进而促进MCL-1在转录水平的增加和对蛋白酶体抑制剂药物的耐受。基于老药新用的思路通过FDA-approved的药物库在肺部神经内分泌肿瘤/小细胞肺癌细胞系中筛选到金诺芬可以克服小细胞肺癌对顺铂的耐受和筛选出针对肺神经内分泌肿瘤/小细胞肺癌的表观遗传抑制剂digoxin。通过对临床样本的挖掘表明循环miR-92b和miR-375可能是监测肺神经内分泌肿瘤/小细胞肺癌患者化疗耐药性和评估患者预后的生物标志物。项目还参与用于包括神经内分泌肿瘤在内的肿瘤治疗的新型纳米材料的制备鉴定和原发性多发性肿瘤的分子治病机理进行了探究。本项目从多个角度揭示了神经内分泌肿瘤的分子病理机制，探讨了精准诊疗神经内分泌肿瘤的方案, 为未来神经内分泌肿瘤的有效诊疗提供依据。在项目的资助下，共发表SCI论文11篇，其中中科院分区一区文章3篇。申请发明专利1项。