GIT2在肾透明细胞癌代谢重编程中的作用机制研究

Clear cell renal cell carcinoma (ccRCC), the most common form of kidney cancer, is characterized by typical metabolism reprogramming phenotypes of Warburg effect, mitochondria dysfunction and elevated fat deposition. Metabolic reprogramming enables cancer cells to rapidly proliferation under conditions of nutrient lack and hypoxia, and envade the immune system. ccRCC metabolic alterations are related with the mutation or depletion of VHL which can lead to the continuous activation of HIF1α, while 80% ccRCC patients have VHL mutation or depletion. However, the molecular mechanisms of metabolic reprogramming in ccRCC remains unclear. As our previous data shown, GIT2 is overexpressed in ccRCC tumor tissues, and related to metabolic reprogramming of ccRCC. The work proposed herein is to study the function and mechanism of GIT2 in metabolic reprogramming through metabolic flux analysis, identification of binding partners and mouse assay. The study is aimed to 1) identify that function of GIT2 in ccRCC metabolic reprogramming, 2) confirm if GIT2 knockdown could enhance mitochondrial functions and sensitize ccRCC cells to cytotoxic therapy, 3) illustrate the mechanism of GIT2 in metabolic reprogramming by finding the upstream and downstream regulators of GIT2, 4) verify the functions of GIT2 by using mouse model. The completion of this proposed work will shed light on systematic understanding of GIT2 functions in ccRCC metabolic reprogramming, and provide new insights into ccRCC therapy.

肾透明细胞癌（clear cell renal cell carcinoma, ccRCC）是最主要的肾癌类型，具有典型的代谢重编程特征，表现为Warburg效应、线粒体功能紊乱和脂肪酸积累。以往研究提示VHL突变或缺失导致HIF1α持续激活会造成ccRCC代谢重编程，但ccRCC代谢重编程的分子机制尚不清楚。我们前期结果显示GIT2在ccRCC癌组织中高表达，直接调控ccRCC的代谢重编程。本项目拟通过代谢组和代谢流分析、互作蛋白鉴定及小鼠实验，揭示GIT2在ccRCC代谢重编程中的功能和作用机制。研究目标包括：鉴定GIT2对ccRCC代谢网络的调控作用；验证GIT2抑制线粒体合成和功能，及对肿瘤耐药性的调控作用；阐明GIT2调控代谢重编程的分子机制；使用动物模型验证GIT2的功能。本课题的完成将阐明GIT2调控ccRCC代谢重编程的作用机制，并为ccRCC的治疗提供新思路。

肾透明细胞癌(ccRCC，clear cell renal cell carcinoma)占肾癌的70%以上，是一种典型的代谢重编程疾病。虽然体细胞VHL突变被认为是ccRCC的主要驱动突变基因，但肾透明细胞癌代谢重编程的分子机制尚不清楚。基于前期研究，我们筛选到在早期肾透明细胞癌肿瘤组织中高表达的一个蛋白GIT2，可能调控肾透明细胞癌的代谢重编程。本课题通过定量蛋白质组学、磷酸化蛋白质组学、代谢组学和互作蛋白质组学多组学的方法，结合生物信息学、蛋白质生物化学、细胞生物学等方法与技术，对GIT2参与肾透明细胞癌代谢重编程的分子机制进行了初步研究。首先，我们构建了多个GIT2敲低、敲除或过表达的肾透明细胞癌细胞系；其次，我们利用蛋白质组学和代谢组学分析发现，在VHL缺陷型ccRCC细胞中降低GIT2的表达，会导致Warburg效应的逆转以及线粒体功能的上调；第三，通过互作蛋白质组学分析，我们发现GIT2通过阻止FOXO3A的入核，抑制PGC1A的转录，从而降低线粒体合成；最后，通过基因敲低和免疫印迹验证实验证明，GIT2的表达受到HIFα的调控。此外，GIT2敲低的ccRCC细胞生长速度减慢，并且对化疗药物的刺激更敏感。因此，本研究证明GIT2的表达可促进肾透明细胞癌的Warburg效应和线粒体功能紊乱，为GIT2作为肾透明细胞癌治疗靶点提供了理论基础。项目资助发表核心期刊1篇，SCI论文3篇，待发表SCI论文1篇。培养博士研究生2名，均已取得博士学位。项目投入经费20万元，支出14.5730万元，各项支出均与预算相符，剩余经费5.4270万元，剩余经费计划用于本项目研究的后续支出。