GPC3促进NSCLC细胞增殖及其分子机制研究

Glypican 3 (GPC3) is not only a kind of novel tumor markers, but also involved in the tumorigenesis of cancer. We found that GPC3 is highly expressed in Non-small cell lung cancer (NSCLC)but not detected in normal lung tissue. in previous studies, over-expression of GPC3 accelerated the proliferation of NSCLC cell lines, it is suggested that GPC3 may be involved in regulating cell proliferation in NSCLC. This project is planned to analysis GPC3 expression and clinical characteristics of NSCLC patients, and reveal the role of over-expression and silencing GPC3 in NSCLC cell proliferation, cell cycle-related proteins and tumorigenicity in vivo, observed GPC3 roles in promoting NSCLC cell proliferation. Then, using GST pull-down, Co-immunoprecipitation, Gene chip and ChIP-Seq technology, elucidate the molecular mechanisms of GPC3 promoting NSCLC cell proliferation through its analytical binding protein and regulation of target gene and related signaling pathways. Provide new clues for the study of the occurrence and development of NSCLC, and even provide theoretical basis for the GPC3 gene targeted therapy in NSCLC.

磷脂酰肌醇聚糖3(GPC3)不仅是一种新型肿瘤标志物，还参与肿瘤的发生发展。我们在前期研究中发现GPC3在非小细胞肺癌（NSCLC）组织中高表达，且过表达后NSCLC细胞株的增殖加快，提示GPC3可能参与NSCLC细胞增殖的调节。本项目拟通过分析GPC3表达与NSCLC患者临床特征的相关性，并进行体内外实验观察过表达及沉默GPC3对NSCLC细胞生长增殖、细胞周期相关蛋白、体内成瘤的影响，从而明确GPC3在NSCLC细胞增殖中的作用；采用GST pull-down、免疫共沉淀、基因芯片、ChIP-Seq等技术解析GPC3通过其结合蛋白调控靶基因及相关的信号通路，揭示GPC3通过结合蛋白促进NSCLC细胞增殖作用的分子机制，为研究NSCLC的发生发展提供新线索，同时为GPC3应用于NSCLC基因靶向治疗提供理论依据。

磷脂酰肌醇蛋白多糖-3(glypican-3, GPC3)，作为一种新型肿瘤标志物，不仅在人类多种恶性肿瘤中表达异常，而且通过Wnts、Hedgehog（HH）等相关信号通路协同作用，介导肝癌等恶性肿瘤的发生、发展。然而在非小细胞肺癌（non-small cell lung cancer, NSCLC）中的表达情况、功能机制和临床意义尚不十分清楚。本项目通过生物信息学、分子细胞生物学等方法与技术，对GPC3在NSCLC中的表达情况及参与调控肿瘤细胞发生发展的分子机制进行了初步研究。首先通过癌症数据库资料和医院组织标本库样本进行分析及检测，发现GPC3在NSCLC组织中表达明显低于正常组织，并发现与腺癌患者吸烟史、年龄、预后等部分临床病理学特征具有相关性。之后检测GPC3在NSCLC细胞系中表达丰度极地，故而我们构建GPC3过表达载体，转染细胞发现可明显抑制细胞生长及增殖周期，并可诱导NSCLC细胞出现凋亡现象。为了探索相关分子机制，我们通过RT-PCR及Western blott方法检测发现，GPC3过表达载体可FasL启动的Fas导致procaspase-8途径诱导NSCLC细胞凋亡。 此外，在探索GPC3上下游信号通路分子时，筛选到了一个新的NSCLC基因，课题组暂将其命名为“A”基因。令我们欣喜若狂的是， A基因shRNA慢病毒转染A549、NCI-H1299后可见细胞增殖减缓，且细胞GPC3的表达明显升高，更有意义的是，经过细胞功能回复实验发现，A基因shRNA慢病毒及GPC3 shRNA慢病毒共同转染后，NSCLC细胞增殖加快、凋亡减少。这个新的基因及其在NSCLC中与GPC3关系的具体机制正在进一步深入研究中。综合上述研究结果，我们可见GPC3在NSCLC中扮演抑癌基因的角色，并对NSCLC发生发展起重要作用，可作为新的NSCLC基因治疗靶点而需要进一步深入研究。此项试验结果令课题组成员欣喜若狂，并极大地鼓舞了大家的研究兴趣。综上所述，本研究为探讨GPC3调节NSCLC发生发展的机制奠定了坚实的实验基础，这也为后续对A基因功能的深入探索以及GPC3基因相互作用机制的挖掘开启了方向。同时对于认识Glypican家族成员与人类恶性肿瘤之间的关系提供了重要的启示性线索。