E-cadherin /β-catenin/PLGF信号轴在非小细胞肺癌发生发展中的作用机制研究

Our previous study showed that PLGF expression in non-small cell lung cancer (NSCLC) tissues was significantly higher than that in adjacent normal tissues. PLGF could stimulate tumor-associated macrophages (TAMs) via Flt-1 to induce the secretion of TGFβ, which subsequently stimulate endocrine cells to promote angiogenesis and tumor metastasis. Microarray analysis revealed that PLGF was negatively regulated by E-cadherin in NSCLC cells. It has also been reported that E-cadherin exerts tumor suppressing roles by interacting with β-catenin to inhibit its nuclear accumulation. Furthermore, it is known that glycosylation enhanced the interaction between E-Cadherin and β-catenin, further inhibiting the nuclear functions of β-catenin and tumor progression. So we proposed that E-cadherin/β-catenin/PLGF axis existed in NSCLC and was essential for its initiation and progression. In this project, we will examine the expression status of E-cadherin, β-catenin and PLGF and their relationship in NSCLC. Then high-throughput CRISPR/Cas9 screening will be used to identify PLGF promoter and enhancer locus and to explore the molecular mechanisms underlying PLGF expression regulation by E-cadherin/β-catenin. The impact of E-cadherin/β-catenin axis on PLGF expression and NSCLC initiation and progression in vitro and in vivo will be further investigated here to provide novel targets for NSCLC prognosis and treatment.

前期研究发现，非小细胞肺癌患者体内PLGF显著升高且与肿瘤转移呈正相关，PLGF能通过Flt-1激活肿瘤相关巨噬细胞（TAMs），诱导TGFβ的释放刺激内皮细胞，最终促血管新生和肿瘤转移。芯片分析发现E-cadherin是PLGF的负向调控因子，已知E-cadherin糖基化修饰能增强其与β-catenin结合并抑制β-catenin入核而抑制肿瘤恶化。由此推测非小细胞肺癌中可能存在E-cadherin/β-catenin/PLGF信号轴调控肿瘤发生发展。我们将检测临床样本中E-cadherin /β-catenin/PLGF的表达相关性；利用CRISPR/Cas9高通量筛选分析PLGF启动子/增强子分布，揭示E-cadherin和β-catenin调控PLGF表达的机制，进一步研究E-cadherin /β-catenin/PLGF信号轴对非小细胞肺癌发生发展的影响，以探索其诊疗新靶标。

肺癌是最常见也是恶性程度最高的肿瘤之一，其致死率高居各大癌症之首，每年因肺癌而死亡的人数高达154万，其五年存活率只有18%，其中非小细胞肺癌（Non-small cell lung cancer, NSCLC）占85%。目前绝大多数NSCLC的遗传机制仍不清楚。课题组前期通过TCGA数据库发现血管生成胎盘生长因子(Placental growth factor, PLGF)在肺腺癌(lung adenocarcinoma, LUAD)中高表达，与糖酵解正相关，且PLGF高表达的患者预后不良。推测PLGF在NSCLC的发生发展中可能起到重要作用，但具体作用机制尚不清楚。为此，课题组通过免疫组化验证临床样本中PLGF的表达，发现PLGF在肺癌中高表，且与β-catenin呈正相关。采用RT-PCR和Western blot筛选出PLGF高表达H358和H1975细胞株、低表达PC9细胞株。在缺氧条件下，利用慢病毒敲除H358和H1975细胞中的PLGF。同时，在Wnt/β-catenin信号通路抑制剂XAV939处理的PC9细胞中过表达PLGF。将PLGF沉默的H1975细胞植入小鼠，收集并分析肿瘤异种移植物。结果发现：缺氧处理可上调PLGF、C-myc、LDHA和β-catenin，促进细胞的增殖和糖酵解，而敲低PLGF可明显逆转这一趋势。在肿瘤中，下调PLGF显著抑制了细胞增殖和糖酵解，并降低了C-myc、LDHA和β-catenin的表达。PLGF过表达显著增强了PC9细胞的增殖和糖酵解，增加了β-catenin的表达，而XAV939则消除了这一现象。因此，PLGF通过调控Wnt/β-catenin通路介导肺腺癌细胞的增殖和糖酵解。通过本项目以期找到治疗NSCLC的新靶点，为临床治疗提供新依据。