SIRT3/ARF6通路调控EGFR“质膜动态移位”影响胰腺癌恶性潜能的实验研究

Overexpression or mutations in epidermal growth factor receptor（EGFR）has been reported to play vital roles in regulating malignancies of pancreatic cancer, and is an important target for pancreatic cancer. Over previous studies demonstrated that: ①Distribution of EGFR on plasma membrane correlated with pancreatic cancer malignancies, and membrane EGFR could be dynamically regulated by vesicular traffic mediated endosome-plasma membrane recycling; ②Mitochondria localized deacetylase SIRT3 could regulated pancreatic cancer cell hypoxia state, which in turn regulates EGFR dynamic membrane distribution; ③Vesicular protein ARF6 could be regulated by SIRT3, and ARF6 could regulate EGFR dynamic membrane distribution. Thus, we put forward the hypothesis that SIRT3/ARF6 axis could regulate dynamic distribution of EGFR to regulate pancreatic cancer malignancies. The present study plans to carry out the following researches: ①To elucidate the regulation cascade between SIRT3, ARF6 and EGFR with biochemical and molecular biological methods. ②To uncover the impact of SIRT3/ARF6/EGFR pathway on pancreatic cancer malignancies. ③To perform in vitro and in vivo assays to intervene the pathway to attenuate pancreatic cancer malignancies, and to provide potential diagnostic and treatment targets for pancreatic cancer

表皮生长因子受体EGFR的过表达或者突变在胰腺癌的恶性潜能调控中发挥着重要作用，是逆转胰腺癌恶性潜能的重要干预靶点。我们前期研究发现：①EGFR在细胞膜的定位与胰腺癌的恶性潜能密切相关，且EGFR存在囊泡介导的细胞质-细胞膜之间的分布变化，可被动态调控；②线粒体定位的去乙酰化酶SIRT3调控细胞乏氧状态，而细胞的乏氧应激状态调控EGFR“质膜动态移位”；③囊泡分子ARF6是SIRT3调控EGFR“质膜动态移位”的中间分子。由此提出SIRT3/ARF6调控EGFR“质膜动态移位”进而影响胰腺癌恶性潜能这一通路的存在。本项目拟开展以下研究：①分析SIRT3、ARF6和EGFR分子之间的调控关系，对此通路进行生化和分子生物学的分析；②阐明此通路可调控胰腺恶性潜能；③体内外实验干预此通路，为逆转胰腺癌恶性潜能提供潜在的调控靶点。

胰腺癌是一种恶性程度极高的消化系统肿瘤，亟待探寻恶性进展的相关分子机制。申请人在前期研究糖酵解代谢异常的基础上，提出了定位于线粒体的抑癌基因SIRT3可以通过代谢调控细胞内EGFR通路促进胰腺癌恶性进展的机制。在课题的开展中，紧密围绕肿瘤代谢与胰腺癌恶性进展的关系，以SIRT3为出发点，发现SIRT3可以调控定位于溶酶体的脂肪酸代谢酶ACOT8的表达，并通过代谢组学、细胞功能实验等手段，证实了SIRT3下游基因ACOT8通过调控脂肪酸代谢重塑促进胰腺癌进展。以调控代谢的氧化应激为落脚点，发现癌基因PIN1可以经氧化应激通路NRF2调控细胞因子IL18的表达，促进胰腺癌侵袭转移（Cell Proliferation，2020）；发现TRIM2可以调控氧化应激进而影响ITGB7/FAK通路，促进胰腺癌侵袭转移（Oncogene，2020）。同时探讨胰腺癌驱动基因通过调控代谢重编程影响胰腺癌发生发展的作用机理，发现与抑癌基因CDKN2A共缺失的基因MTAP，可以调控胰腺癌细胞糖酵解效应及嘌呤从头合成，双重靶向糖酵解及嘌呤从头合成可以抑制MTAP缺失型胰腺癌细胞的进展（Cancer Reserarch，2021）。细胞内的氧化应激，尤其是脂质过氧化，可以调控细胞的铁死亡效应；研究发现ARF6基因可以调控胰腺癌细胞的铁死亡效应，调控吉西他滨化疗耐药。以铁死亡为出发点，撰写并发表了综述，探讨铁死亡在肿瘤中的作用、调控机制以及靶向干预策略（Cell Proliferation，2020）；在研究中，阐明了抑癌基因FBW7通过脂肪酸代谢重编程，影响代谢酶硬脂酰辅酶A去饱和酶SCD1的表达，进而调控胰腺癌细胞铁死亡作用（Redox Biology，2021）。以胰腺肿瘤中的胰腺神经内分泌肿瘤为模型，探讨了抑癌基因MEN1抑制SCD1的表达，进而抑制胰腺神经内分泌肿瘤的进展（ABBS，2022）。同时在基金的资助下，探讨了化合物海兰地嗪可以靶向自噬通路，抑制胰腺癌进展，具有潜在的抗癌效应（APS，2022）。同时项目还探讨了胰腺癌驱动基因SMAD4突变通过脂肪酸代谢重塑、氧化应激调控胰腺癌进展的机制。在项目的资助下，很好的完成了既定的任务，探寻了葡萄糖、脂肪酸等代谢重编程在胰腺肿瘤中的作用，为靶向代谢、逆转胰腺癌恶性进展提供了干预策略和靶点。