CPSF4通过调控VEGF表达维持肺癌干细胞干性的分子机制

The metastasis and recurrence and drug resistance of lung cancer is the most pressing problem for clinical treatment.Targeting cancer stem cells (CSCs) is a promising strategy to solve this problem. However, the regulation mechanism of lung CSCs is still unclear in lung cancer. We previously reported that cleavage and polyadenylation specific factor 4 (CPSF4) promoted the invasive ability of lung cancer cells. Recentily, our experiments showed that overexpression of CPSF4 promoted spheroid formation in lung cancer cells. These results suggest that CPSF4 may have an important role in maintenance of lung CSCs. However, the exact mechanism of CPSF4 maintaining self-renewal of lung CSCs is unknown. Our experiments showed that knockdown of CPSF4 by shRNA inhibited tumor growth, decreased angiogenesis and the expression of VEGF in xenograft tumor tissues. Further cells biological experiment verified that CPSF4 regulates the expression of VEGF in lung cancer cells. Moreover, many studyings supports that VEGF plays a critical role in the regulation and maintenance of CSCs. Therefore, we hypothesized that CPSF4 maintains self-renewal via regulation of VEGF expression in lung cancer initiating cells.In this study, we will investigate the mechanism and clinical implications of CPSF4 maintains self-renewal of lung CSCs by gene expression and RNA koockdown methods, and identify molecular prediction model for predicting the prognosis of lung cancer patients. This study will provide theoretical and experimental basis for the development of CPSF4 as a new diagnostic and therepeutic target for lung cancers.

肺癌的转移、复发以及耐药是目前临床治疗中面临的首要难题。靶向肿瘤干细胞的治疗策略是解决该难题的新途径。目前肺癌干细胞干性调控的机理尚不清楚。申请人前期研究报道多聚腺苷酸化因子CPSF4可以促进肺癌细胞的侵袭能力，同时近期预实验发现CPSF4可以增强肺癌细胞悬浮培养成球能力，这表明CPSF4是调控肺癌干细胞干性的关键分子。然而，目前CPSF4调控肺癌干细胞干性的机制尚不明确。申请人发现在敲低CPSF4的瘤组织中，血管形成和VEGF表达明显减少。进一步的细胞实验证明CPSF4调控VEGF表达。很多研究指出VEGF调控肿瘤干细胞干性。由此，我们提出“CPSF4通过调控VEGF表达维持肺癌干细胞干性”的假说。本项目将采用基因过表达和干扰等技术深入研究CPSF4在维持肺癌干细胞干性中的作用和分子机制，构建预测预后分子模型，为确立CPSF4作为肺癌的新型分子标记和治疗靶点提供更充分理论和实验依据。

肺癌的转移、复发以及耐药是目前临床治疗中面临的首要难题。靶向肿瘤干细胞的治疗策略是解决该难题的新途径。目前肺癌干细胞干性调控的机理尚不清楚。我们前期研究报道多聚腺苷酸化因子CPSF4可以促进肺癌细胞的侵袭能力，同时近期预实验发现CPSF4可以增强肺癌细胞悬浮培养成球能力，这表明CPSF4是调控肺癌干细胞干性的关键分子。然而，目前CPSF4调控肺癌干细胞干性的机制尚不明确。我们发现在敲低CPSF4的瘤组织中，血管形成和VEGF表达明显减少。进一步的细胞实验证明CPSF4调控VEGF表达。很多研究指出VEGF调控肿瘤干细胞干性。由此，我们提出“CPSF4通过调控VEGF表达维持肺癌干细胞干性”的假说。. 本项目中，在肺癌细胞中过表达CPSF4增加肿瘤细胞悬浮培养的成球数目和成球大小，上调CD133细胞的比例，上调c-Myc、Sox-2、Oct-4、β-catenin等自我更新相关基因的蛋白表达水平。反之，在肺癌细胞中敲低CPSF4表达抑制肿瘤细胞悬浮培养的成球数目和成球大小，下调CD133细胞的比例，下调c-Myc、Sox-2、Oct-4、β-catenin等自我更新相关基因的蛋白表达水平。提示CPSF4在肺癌干细胞干性调控和维持中发挥了关键作用。我们发现敲低CPSF4表达可以明显抑制裸鼠皮下肿瘤生长，在敲低CPSF4表达的瘤组织中血管生成明显减少且VEGF表达明显减少。我们还发现在CPSF4过表达的稳转细胞中敲低VEGF能部分抑制CPSF4对CD133细胞比例的上调作用，同时部分抑制CPSF4对c-Myc、Sox-2、Oct-4、β-catenin等自我更新相关基因蛋白表达水平的上调作用。在CPSF4敲低的稳转细胞中过表达VEGF，我们发现过表达VEGF能部分恢复CPSF4低表达对CD133细胞比例的下调作用，同时部分恢复CPSF4低表达对c-Myc、Sox-2、Oct-4、β-catenin等自我更新相关基因蛋白表达水平的下调作用。这些结果提示VEGF是CPSF4在肺癌干细胞干性调控和维持中的重要介导分子。. 综上所述，我们的研究确定CPSF4/VEGF通路在人肺癌干细胞干性调控和维持中的作用，提示CPSF4可以作为肺癌的一个新型分子标记。我们的研究为确立CPSF4和VEGF作为肺癌治疗的新靶点提供更充分的实验基础和科学依据。