KLF4表达缺失活化肝癌TGF-β/Smads信号通路的作用及机制研究

基本信息
批准号:81672846
项目类别:面上项目
资助金额:60.00
负责人:孙红成
学科分类:
依托单位:上海交通大学
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:严东旺,顾海涛,陈桂明,赵森林,王普森,马洋
关键词:
TGFβ信号通路克鲁泊样因子4肿瘤转移C09_肝和肝内胆管肿瘤转录因子
结项摘要

Overactivation of TGF-β signaling pathway plays an important role in hepatocellular carcinoma (HCC) progression; however the underlying mechanism remains unknown. Our previous data published in Clinical Cancer Research revealed that loss of the tumor suppressor Krüpple-like factor 4 (KLF4) expression in human HCC significantly correlated with dedifferentiation, invasion and metastasis of the tumor. We further discovered that loss of KLF4 expression closely associated with phosphorylation of Smad2/3, the key signal mediators of canonical TGF-β signaling pathway, using tissue microarray analyses. Moreover, KLF4 overexpression in HCC cells inhibits nuclear translocation andphosphorylation of Smad2/3, whereas deletion of KLF4 Zinc-finger domain (ZFD) abrogated this effect. On the basis of these findings, we propose that KLF4 inhibits TGF-β signal transduction at the transcriptional level, and thus loss of KLF4 expression leads to overactivation of TGF-β pathway. In this project, the impact of KLF4 on TGF-β/Smads pathway and cell behavior will be investigated using transfected cells. The molecular mechanism regarding the regulatory effect of KLF4 on TGF-β pathway will be explored by construction of promoter reporters conjugated with dual luciferase assay. In vivo study will be conducted by establishment HCC mouse models in liver-conditioned Klf4 knockout and knockin mice. This project will extend our knowledge on activation of TGF-β pathway and the tumor suppressor KLF4 in HCC progression, and may provide important theoretical basis for future TGF-β targeted therapy.

TGF-β/Smads通路过度活化是肝癌进展的重要原因,其产生机制不明。课题组前期在«Clin Cancer Res»杂志报道肝癌KLF4表达缺失,与肝癌去分化及复发相关,进一步研究发现KLF4缺失与TGF-β信号枢纽分子Smad2/3磷酸化有关,KLF4过表达抑制Smad2/3磷酸化及入核,而去除KLF4 DNA结合域后该作用消失。由此推测KLF4通过转录作用抑制肝癌TGF-β/Smads信号转导,当KLF4缺失时TGF-β通路失控活化。本项目拟采用基因转染等方法,体外研究KLF4对肝癌TGF-β通路及细胞行为的影响;用双荧光素酶报告基因、ChIP等技术,探寻KLF4调控肝癌TGF-β/Smads通路的分子机制;建立肝脏Klf4条件敲除和敲入小鼠肝癌模型并综合临床样本进行体内研究。这将深化对肝癌TGF-β通路活化机制的理解,拓展对KLF4的认识,为TGF-β靶向治疗提供依据。

项目摘要

TGF-β/Smads通路过度活化是肝癌进展的重要原因。本研究发现抑癌转录因子KLF4表达缺失与TGF-β信号传导枢纽分子Smad2/3磷酸化有关,KLF4过表达抑制Smad2/3磷酸化及入核,而去除KLF4 DNA结合域后该作用消失,通过双荧光素酶报告基因检测进一步证实KLF4通过转录活性抑制p-Smad2/3的转录作用,而当KLF4缺失时TGF-β通路失控活化。采用基因转染等方法,体外细胞学研究证实KLF4抑制TGF-β1诱导的肝癌细胞侵袭迁移能力,并且该作用依赖其转录活性。机制研究进一步发现KLF4抑制Smad2/3的磷酸化与KLF4和Smad2/3的结合没有关系,而是通过KLF4转录调节TGF-β/Smads信号通路的抑制因子Smad7表达来实现的。我们构建Smad7启动子及突变体载体,荧光素酶报告基因检测联合ChIP显示KLF4直接结合Smad7启动子序列上KLF4的#2结合位点发挥转录激活作用。我们构建人肝癌组织芯片阵列,通过免疫组化发现人肝癌组织中KLF4表达缺失,KLF4表达水平与Smad7蛋白表达正相关,与p-Smad2/3呈负相关,KLF4、Smad7低表达,p-Smad2、p-Smad3高表达与肝癌术后不良预后相关,KLF4低表达是独立危险因素。因此,我们得出KLF4通过直接结合Smad7启动子序列上的KLF4结合位点,正向调节Smad7转录,促使Smad7蛋白表达上调,进而抑制TGF-β/Smads信号通路,而在人肝癌组织中KLF4表达缺失致使Smad7表达减少,从而使得TGF-β/Smads信号通路抑制因素减除导致其过度活,最终促进肝癌恶性进展。在上述研究基础上,课题组还对肝癌内KLF4表达缺失原因进行机制上的初步探索,发现TGF-β/Smads-FAT10-KLF4信号轴,TGF-β/Smads信号活化通过上调FAT10导致KLF4降解致使其表达缺失,形成TGF-β/Smads信号活化与KLF4表达缺失的恶性循环。本研究深化了对肝癌TGF-β通路活化机制的理解,拓展了对KLF4的认识,可为肝癌靶向TGF-β治疗及患者预后判断提供重要依据。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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