STAT3-TPST1信号调节CXCR4核移位促鼻咽癌转移的机制研究

Metastasis is one of the main cause of death in patients with nasopharyngeal carcinoma (NPC), but the underlying mechanisms have not yet been fully elucidated. Our previous study revealed that the tyrosylprotein sulfotransferase1 (TPST1) promotes metastasis in NPC cells by upregulating sulfation of chemokine receptor 4 (CXCR4). However,the mechanisms of TPST1 overexpresses in metastatic NPC cells, and how does TPST1-mediated sulfation of CXCR4 promote NPC metastasis are poorly understood. Our preliminary experiments showed that NPC cells with high metastatic potential has higher TPST1 protein expression and CXCR4 nuclear translocation, sulfation inhibitor or knockdown of TPST1 decreases the activity and nuclear translocation of CXCR4, and TPST1 expression is positively associated with the levels of phosphorylation of STAT3. Hence, we propose that STAT3 -TPST1 signaling regulates CXCR4 nuclear translocation at CXCR4 sulfation level, and then promotes the metastasis of NPC cells. This project will employ the CRISPR-Cas9 knockout, laser confocal,chromatin immunoprecipitation and sequencing, bioinformatics analysis and block strategy of STAT3 small molecules to confirm the above hypothesis in vitro and in vivo, in addition, the findings will be confirmed by NPC specimens. This study will further elucidate the role of CXCR4 in NPC metastasis, and investigate the potential therapeutic value of STAT3-TPST1 axis on limitation of NPC metastasis.

转移是鼻咽癌患者的主要死因，其机制尚未阐明。我们前期研究发现，酪氨酰蛋白硫酸转移酶1（TPST1）上调趋化因子受体4 (CXCR4) 硫酸化促进鼻咽癌转移，但具体机制不详。我们在预实验中观察到：在高转移鼻咽癌细胞中存在TPST1高表达和CXCR4核移位；硫酸化抑制剂或TPST1siRNA可降低CXCR4活性和核移位；还发现随信号转导与转录激活因子3（STAT3）磷酸化水平下调，TPST1蛋白表达也逐渐下调。鉴此，我们提出“STAT3-TPST1信号通过调控CXCR4硫酸化介导CXCR4核移位进而促进鼻咽癌细胞转移”的假说。本项目拟采用CRISPR-Cas9基因敲除、激光共聚焦、染色质免疫共沉淀测序、生物信息学分析结合STAT3小分子阻断策略，从鼻咽癌组织，细胞及动物体内转移模型三个层面证实该假说，从而揭示CXCR4促鼻咽癌转移的新机制，为鼻咽癌的防治提供新思路和新靶点。

转移是鼻咽癌患者的主要死因。我们前期研究发现，酪氨酰蛋白硫酸转移酶1（TPST1）上调趋化因子受体4 (CXCR4) 硫酸化从而促进鼻咽癌转移，但具体机制不详。本项目首先在人鼻咽癌组织层面上，利用免疫组化实验证实CXCR4细胞核表达与鼻咽癌的淋巴结转移相关；在鼻咽癌细胞层面上，利用激光共聚焦，Western blot等技术确定高转移5-8F鼻咽癌细胞存在CXCR4细胞核移位，TPST1siRNA下调5-8F细胞的CXCR4的核移位。通过CAS9敲除技术构建TPST1基因敲除的人鼻咽癌5-8F细胞（TPST1control_5-8F/ TPST1ko_5-8F），体外趋化和Matrigel侵袭实验证实敲降 TPST1后下调了高表达CXCR4鼻咽癌5-8F细胞的迁移和侵袭能力；而裸鼠体内转移实验初步表明敲降TPST1后，5-8F细胞的转移能力降低；ChIP实验进一步明确体内STAT3与TPST1的启动子结合， STAT3的小分子抑制剂下调p-STAT3的同时下调TPST1的表达，说明癌基因STAT3通过调节TPST1参与CXCR4诱导的鼻咽癌的侵袭和转移；ChIP-seq实验还发现，高转移5-8F鼻咽癌细胞中入核的CXCR4具有转录因子的功能，它的可能靶基因FGF7，RALBP1， PRICKLE1，TNFRSF19等均不同程度的与肿瘤的侵袭和转移相关。拟在完善本研究内容基础上，继续深入研究CXCR4作为转录因子的功能机制。 . 通过本项目研究，确定STAT3-TPST1信号通路调节的CXCR4的核移位与鼻咽癌转移相关，揭示了CXCR4促鼻咽癌转移的新机制，为鼻咽癌的防治提供新思路和新靶点。现发表本项目相关内容文章2篇，其中1篇SCI收录，1篇CSCD收录；第3篇项目主要相关论文将发表在国际高水平SCI收录杂志上；另在项目研究期间发表国际较高水平鼻咽癌方向SCI收录论文1篇。