组蛋白甲基化调控蛋白PTIP在非小细胞肺癌发生发展中的功能和机制研究

Lung cancer is a common malignant tumor of respiratory system, with increasing incidence and mortality year by year. The five-year survival rate of lung cancer patients is about 15%. PTIP is a nuclear protein containing six BRTC1 domains, which is involved in many biological processes such as DNA damage repair, maintenance of genome stability, histone methylation modification. However, its function in tumor progression has not been reported. Our previous studies found that conditional knockout of PTIP gene in lung could significantly promote progression of Kras-driven mouse lung cancer. In addition, overexpression of PTIP could inhibit transformation of mouse fibroblast cells NIH-3T3, suggesting that PTIP may function as a suppressor during non-small cell lung cancer (NSCLC) initiation and progression. Based on these findings, this project will take the advantage the KrasG12D; Ptip L/L conditional mice, systematically study the function of PTIP and histone methylation on lung cancer initiation and progression, and illustrate the molecular mechanism of PTIP loss-promoted lung cancer development. The predictable results could reveal important genes regulating NSCLC progression and for prognosis prediction. It may also provide biomarkers for early diagnosis and potential targets for clinical NSCLC treatment.

肺癌是常见的呼吸系统恶性肿瘤，患者的五年生存率约为15%，且发病率和死亡率呈逐年上升的趋势。PTIP是含有6个BRCT1结构域的核蛋白，参与了包括DNA损伤修复，基因组稳定性维持，组蛋白甲基化修饰等许多与肿瘤发生发展密切相关的生物学过程，而其在肿瘤发生发展中的功能尚无报道。在前期工作中，我们发现在小鼠肺部条件性激活Kras基因的同时敲除PTIP基因，能够显著促进小鼠肺部肿瘤的生成和进展；此外，PTIP能够抑制Kras诱导的小鼠成纤维细胞的转化，提示PTIP在非小细胞肺癌的发生发展过程中发挥抑制作用。基于此，本课题将从KrasG12D; Ptip L/L条件性小鼠模型出发，探讨PTIP和组蛋白甲基化在非小细胞肺癌发生发展中的功能，阐明PTIP的缺失促进非小细胞肺癌发生发展分子机理，发现调控非小细胞肺癌发生发展以及临床预后相关的重要分子，为非小细胞肺癌的临床诊断和靶向治疗提供新的靶点和思路。

肺癌是常见的呼吸系统恶性肿瘤，患者的五年生存率约为15%，且发病率和死亡率呈逐年上升的趋势。PTIP是含有6个BRCT1结构域的核蛋白，参与了包括DNA损伤修复，基因组稳定性维持，组蛋白甲基化修饰等许多与肿瘤发生发展密切相关的生物学过程，而其在肿瘤发生发展中的功能尚无报道。.本课题从Kras条件性激活，PTIP条件性敲除的小鼠模型出发，利用人肺癌细胞系体外和体内功能实验、基因表达谱和生物信息学分析、以及肺癌临床样本分析，系统研究了组蛋白甲基化调控蛋白PTIP在非小细胞肺癌发生发展中的功能和调控机制。通过本项目的研究，我们发现敲除PTIP能够显著促进Kras诱导的小鼠肺癌的发生发展，敲低/敲除PTIP能够促进人非小细胞肺癌细胞的增殖、迁移、2D克隆形成、软琼脂克隆形成和裸鼠皮下成瘤能力。同时，过表达PTIP能够抑制Kras诱导的小鼠成纤维细胞的转化，抑制非小细胞肺癌细胞的增殖、迁移、2D克隆形成、软琼脂克隆形成和裸鼠皮下成瘤能力。生物信息学分析显示，磷酸酶DUSP16可能是PTIP的潜在靶基因。PTIP敲除后，DUSP16的表达下调，激活RAF-MEK-ERK信号通路，进而促进肺癌的进展。临床标本中，PTIP在肺癌组织中显著下调。基于此，我们认为PTIP在非小细胞肺癌发生发展过程中扮演抑癌基因角色，PTIP所在的MLL3/4 complex可以激活一系列抑癌基因的表达，抑制肺癌的发生发展。本项目的研究结果，为今后针对组蛋白甲基化的非小细胞肺癌临床治疗方案和靶向药物的研发提供靶点和思路。