CDC27通过ODC1介导促进神经母细胞瘤的转移

Distant metastasis is the main cause of neuroblastoma treatment failure. Our recent study indicated that the expression of Cell division cycle 27 (CDC27) was upregulated in metastatic neuroblastoma tissues, and downregulation of CDC27 inhibited migration and invasion of neuroblastoma cells. Results from mRNA-sequencing indicated that ornithine decarboxylase 1(ODC1) is an important target of CDC27, and overexpression of ODC1 significantly reversed the inhibition of migration and invasion caused by CDC27 downregulation. Previous studies have confirmed that the aberrant activation of ODC1 predicted poor prognosis of neuroblastoma patients. Therefore, we hypothesized that CDC27/ ODC1 axis is aberrantly activated in neuroblastoma and promoted metastasis of neuroblastoma cells. Next, we will expand the patient tissue sample size to evaluate the association between CDC27 expression and the prognosis of neuroblastoma patients, prove that CDC27 upregulates the expression of ODC1, therefore promotes neuroblastoma metastasis both in vitro and in vivo, and explore the downstream effectively regulated moleculars. To the best of our knowledge, our study discovered the mechanism that CDC27/ODC1 axis promotes metastasis in neuroblastoma, which provides new insights for targeted therapy of metastatic neuroblastoma.

远处转移是神经母细胞瘤治疗失败的重要原因。我们前期研究发现，细胞分裂周期蛋白27（CDC27）在转移神经母细胞瘤组织中高表达，下调CDC27可抑制神经母细胞瘤细胞的迁移和侵袭。转录组测序结果提示，鸟氨酸脱羧酶ODC1是CDC27的重要调控靶点，过表达ODC1可显著逆转CDC27干扰后对神经母细胞瘤细胞转移的调控。已有研究证明ODC1在神经母细胞瘤中的异常激活与病人预后显著相关。据此，我们提出以下假说：CDC27/ODC1轴在神经母细胞瘤中异常激活，促进神经母细胞瘤细胞转移。本项目将在150例神经母细胞瘤组织标本中，研究CDC27表达与病人预后的相关性，通过体内外功能实验，证明CDC27上调ODC1的表达，进而促进神经母细胞瘤细胞体外迁移、侵袭与体内转移，并对其下游效应分子展开探讨。本项目揭示了CDC27/ODC1轴促进神经母细胞瘤转移的分子机制，有望为神经母细胞瘤转移的治疗提供新的靶点。

神经母细胞瘤是儿童最常见的颅外恶性实体肿瘤，已成为儿童肿瘤患者死亡的重要原因之一。MYCN是目前神经母细胞瘤研究中最为明确的危险因素。细胞分裂周期蛋白27 （CDC27）是后期促进复合物APC/C的重要核心亚基,其被发现在胃癌、结直肠癌等多种恶性肿瘤中发挥作用，然而其在神经母细胞瘤中的功能尚未有报道。在本项目前期工作中，我们发现CDC27在转移神经母细胞瘤组织中高表达，且通过ODC1促进了神经母细胞瘤细胞的转移。在后续研究中，我们选取70例具有随访资料的病人组织，进行免疫组化染色，并结合利用GEO公共数据库中基因表达阵列GSE45547数据，采用Kaplan-Meier生存分析，发现CDC27高表达病人总体生存率显著低于其低表达病人。接下来，我们采用克隆形成、Transwell、建立裸鼠皮下成瘤及尾静脉-肺转移动物模型等体内外细胞学功能实验，以多种神经母细胞瘤细胞株为模型，对CDC27在神经母细胞瘤细胞中的功能进行验证。结果表明CDC27不仅促进神经母细胞瘤细胞的增殖及转移，且促进了铁死亡诱导剂诱导的铁死亡进程。鸟氨酸脱羧酶1（ODC1）是神经母细胞瘤中MYCN发挥促肿瘤作用最重要的靶基因，MYCN通过结合ODC1启动子转录调控ODC1，且抑制ODC1可以阻断MYCN对神经母细胞瘤的促进作用。在寻找CDC27调控神经母细胞瘤细胞功能的机制过程中，转录组测序结果提示ODC1是CDC27的重要调控靶点，我们通过q-PCR及Western blot方法在SK-N-SH等多种细胞株中对上述测序结果进行验证，结果表明CDC27在神经母细胞瘤细胞株中正向调控ODC1的表达，且在挽救功能实验中证实，干扰ODC1的表达可显著逆转CDC27对神经母细胞瘤细胞增殖、转移及铁死亡的促进作用。本项目揭示了CDC27/ODC1轴促进神经母细胞瘤细胞增殖、转移及铁死亡的分子机制，有望为神经母细胞瘤治疗提供新的靶点。