膜内丝氨酸蛋白酶RHBDD1通过表皮生长因子受体家族促进结直肠癌肝脏转移的机制研究

Colorectal cancer (CRC) is a kind of digestive malignant tumor with high incidence and mortality worldwide, and the leading cause of death in patients is due to colorectal liver metastases. The exploration and resolution of the molecular mechanism of colorectal liver metastases will have great significance to its early diagnosis and survival rate of patients. Our previous work found a new Rhomboid family member, intramembrane serine protease RHBDD1. Preliminary data showed that RHBDD1 expression level was closely related with the degree of differentiation and colorectal distant metastases, and that RHBDD1 interacted with EGFR family members and affected their expression. Therefore, we speculate that RHBDD1 is involved in the occurrence of colorectal liver metastases through EGFR family. Based on the existing data, this study applies a variety of experimental skills, such as tissue microarray, somatic gene mutation, tumor phenotype analysis, gene expression profiling, bioinformatics analysis, murine colorectal cancer model and so on, to interpret the mechanism of RHBDD1 in colorectal liver metastases through the integration of clinical and basic research. Meanwhile, this study will explore the possibility that RHBDD1 becomes a new molecular marker and drug target of colorectal liver metastases, and will provide important clues for the early prediction and diagnosis of colorectal liver metastases.

结直肠癌是全球范围内发生率与死亡率较高的消化系统恶性肿瘤，导致患者死亡的主要原因是由于肿瘤发生肝脏转移。探索与解析结直肠癌肝转移发生的分子机制将会对其早期诊断和患者生存率的提高等具有重要意义。本研究组前期研究发现了具有膜内丝氨酸蛋白酶活性的Rhomboid家族新成员RHBDD1。初步研究结果显示，RHBDD1与结直肠癌的分化程度和远端器官转移密切相关；RHBDD1能够与EGFR家族成员相互作用并影响其表达。由此推测RHBDD1通过EGFR家族参与结直肠癌肝转移的发生。本研究拟在已有的工作基础上，采用组织芯片、体细胞基因突变、肿瘤表型分析、基因表达谱测序、生物信息学分析和小鼠肠癌模型等多种实验技术，通过临床与基础的整合研究阐释RHBDD1在结直肠癌肝转移中的作用机制，探索其成为肝转移的新分子标志物与分子药物靶标的可能性，为结直肠癌肝脏转移的早期预判与诊断提供重要线索。

在项目执行期间，主要对RHBDD1在结直肠癌发生与转移中的作用机制进行研究,取得的研究进展和成果如下:.1) 我们研究了RHBDD1在结直肠癌发生中的致癌作用及其在调节结直肠癌细胞生长中的分子机制。临床研究结果显示，RHBDD1的表达与结直肠癌病人的生存期、肿瘤分化程度、TNM分期和N分级显著相关。体内与体外实验均发现RHBDD1内源突变失活后抑制肿瘤细胞生长。机制研究发现RHBDD1与TGFα相互作用，并且能够以ADAM非依赖方式诱导TGFα的切割与分泌。进一步研究发现，RHBDD1诱导分泌的TGFα能够激活EGFR/Raf/MEK/ERK信号通路。最后，我们在小鼠肠癌诱导模型中验证了RHBDD1与EGFR信号通路的相关性。.2) 我们研究了RHBDD1激活EGFR信号通路的分子机制。研究发现RHBDD1敲降或内源突变失活后EGFR表达下降。RHBDD1敲降和内源突变失活的细胞中c-Jun和EGFR蛋白表达降低。RHBDD1内源突变失活的细胞中过表达c-Jun可以以剂量依赖的方式恢复EGFR的表达。RHBDD1内源突变失活的细胞中外源过表达RHBDD1能够恢复EGFR的表达，但敲降c-Jun能够抵消这种作用。此外，在小鼠成瘤模型中，RHBDD1敲降和内源突变失活组的EGFR和c-Jun表达均降低。组织芯片检测表明，结直肠癌患者中RHBDD1和EGFR的表达成正相关。.3) 我们研究了RHBDD1在结直肠癌转移中的作用及其在调节结直肠癌转移中的分子机制。研究发现，在539例大肠癌组织中RHBDD1的表达与淋巴结转移及远处转移呈正相关。RHBDD1可以在体外和体内实验中均促进结肠癌细胞转移。RNA测序分析表明，Wnt信号通路在这种转移调控中起关键作用。RHBDD1主要通过调节β-catenin的第552和675位丝氨酸的磷酸化而激活Wnt信号通路。拯救实验表明，恢复β-catenin的第552和675位丝氨酸磷酸化可以重新激活信号通路，恢复肠癌细胞的迁移和侵袭能力。RHBDD1促进肠癌细胞的EMT和干细胞样表型。RHBDD1可调节Wnt/β-catenin靶基因ZEB1的RNA和蛋白质水平。临床研究结果显示，在71里结肠癌样本中RHBDD1与ZEB1的蛋白表达水平呈正相关。.项目执行期间共发表研究论文3篇，其中SCI论文3篇；申请国家发明专利2项，已授权1项。