FAM172A/p38 MAPK/H3K9甲基化信号通路调控甲状腺乳头状癌生长及转移的分子机制

Incidence of Papillary thyroid carcinoma (PTC) is rising rapidly in recent years but pathogenesis is still not clearly clarified. Current studies have shown that both p38 MAPK pathway and histone methylation take part in the pathogenesis of malignant tumors.FAM172A is the new protein, firstly indentied by our team internationally, and in our previous study, we verified that the expression of FAM172A in human PTC tissues significantly increased.FAM172A can activate p38 MAPK pathway in human PTC cell line IHH-4 and thus promote cell proliferation.FAM172A over- expression in IHH-4 cells can lower H3K9 monomethylation, increase H3K9 dimethylation and trimethylation,lift BRAF oncogene expression and lower P16 anti-oncogene expression. Over-expressed FAM172A can speed up tumor formation of nude mice transplanted by PTC with invaded growth.Based on above studies, we will further clarify the new PTC pathogenic pathway “FAM172A→p38 MAPK→H3K9 methylation→oncogene activation, anti-oncogene inactivation→PTC growth and metastasis” in cell level and nude mice level using techniques like gene transfection, and explore its molecular mechanisms.

甲状腺乳头状癌(Papillary thyroid carcinoma，PTC)发病率近年来急速攀升，但发病机制仍未彻底阐明。已有研究表明，p38 MAPK通路及组蛋白甲基化均参与恶性肿瘤发病。FAM172A是本课题组在国际上率先证实的新蛋白，前期研究证实FAM172A在人PTC组织中的表达明显增高；FAM172A可激活人PTC细胞株IHH-4中p38 MAPK通路进而促进细胞增殖；IHH-4细胞内过表达FAM172A可使H3K9单甲基化减少、双甲基化和三甲基化增加，且上调BRAF癌基因表达而下调P16抑癌基因表达；过表达FAM172A可使PTC移植瘤裸鼠成瘤加速且呈侵袭性生长。基于以上研究基础，将应用基因转染等技术在细胞水平和裸鼠水平验证“FAM172A→p38 MAPK→H3K9甲基化→癌基因激活、抑癌基因失活→PTC生长及转移”这一新的PTC致病新途径并研究其分子机制。

FAM172A蛋白是本课题组在国际上率先识别的一个新蛋白。研究发现：FAM172A在人甲状腺乳头状癌组织中的表达明显增高；FAM172A在甲状腺癌细胞中可激活中p38 MAPK通路进而促进细胞增殖；过表达FAM172A可使H3K9单甲基化减少、双甲基化和三甲基化增加。2016年度工作主要包括：明确了FAM172A高表达于原代培养人甲状腺乳头状癌细胞；明确了过表达FAM172A促进原代培养人甲状腺乳头状癌及其癌旁甲状腺组织的原代细胞的增殖，且以人甲状腺乳头状癌为甚；寻找到三个与FAM172A调控p38MAPK信号通路中相关信号蛋白P27 Kip1、 H3S10磷酸化、c-myc。2017年度工作主要包括：成功构建FAM172A干扰慢病毒载体及成功包装FAM172A干扰慢病毒；明确了干扰FAM172A可通过甲状腺乳头状癌细胞株IHH-4和KTC-1中P38 MAPK通路抑制甲状腺乳头状癌细胞的增殖及转移；明确了干扰FAM172A可增加H3K9me1、减少H3K9me2和H3K9me3在甲状腺乳头状癌细胞中的表达，而p38MAPK激动剂茴香霉素可明显逆转上述3种甲基化的表达；明确了干扰FAM172A通过p38 MAPK信号通路下调甲基转移酶（LSD1、JMJD2A、 JMJD2B、 JMJD2C 和JMJD2D）的表达，而p38MAPK激动剂茴香霉素可明显逆转蛋白的表达；但FAM172A/p38 MAPK信号通路对甲基转移酶（SUV39H1、SUV39H2、G9a、GLP、SETDB1）的表达无明显影响。2018年度工作包括：成功筛选FAM172A干扰稳定株；明确了干扰FAM172A可下调BRAF癌基因、上调P16抑癌基因的表达，而p38MAPK激动剂茴香霉素可明显逆转上述蛋白的表达；运用皮下成瘤实验和裸鼠肿瘤转移模型明确了FAM172A/p38 MAPK/H3K9去甲基转移酶调控PTC生长和肺转移。通过以上研究，课题组初步阐明了FAM172A在甲状腺乳头状癌生长及转移中的作用及部分机制，即FAM172A通过p38MAPK通路影响了去甲基化转移酶的水平进而调控H3K9甲基化的表达而参与甲状腺乳头状癌细胞增殖及转移。课题组提出并初步证实了“FAM172A/p38 MAPK/H3K9甲基化”导致甲状腺乳头状癌生长及转移这一全新致病机制。