Stat3乙酰化修饰调控IL-17诱导NSCLC细胞生成MMP9/19的机制研究

The invasion and metastasis of the non-small cell lung cancer (NSCLC), which accounts for 85% of all lung cancer cases, is one of the difficult problems in the world. Although it has been confirmed that some pro-inflammatory factors can upregulate the expression of matrix metalloproteinase (MMP) and lead to cancer cell invasion and metastasis, the underlying mechanism remains unclear. We found that the expression of MMP9/19, stat3, p300 andIL-17/IL-17R genes were not only markedly elevated in NSCLC tissues, but also increased synchronously in NSCLC cells stimulated with IL-17. Meantime, p300 could bind to stat3 and acetylate stat3. And the knockdown of stat3 gene could decrease the capacity of IL-17-induced MMP9/19 production and NSCLC cell invasion or metastasis. Since the acetylation of transcription factor can enhance its transcriptional activity and regulate its target gene activation, we attempt to carry out experiments in vivo and in vitro to explore the effect and mechanism of stat3 acetylated by p300 on MMP9/19 production in NSCLC cells upon IL-17 treatment. The purpose of our study is to disclose the molecular mechanism of IL-17-promoting NSCLC cell invasion and metastasis, and further to provide an important evidence for treating human NSCLC.

非小细胞肺癌（NSCLC）约占肺癌病例的85%，其癌细胞侵袭与转移是亟待攻克的难题之一。尽管一些促炎因子上调基质金属蛋白酶（MMP）可致癌症侵袭及转移的作用已被证实，但其诱生MMP的分子机制尚未阐明。我们发现，NSCLC癌组织中MMP9/19、stat3、p300、IL-17/IL-17R呈过量表达，且用IL-17刺激NSCLC细胞也能同步提高MMP9/19、stat3和p300的生成。同时，p300可与stat3结合并使其乙酰化，且沉默stat3基因后由IL-17引起的MMP9/19表达和细胞迁移及侵袭能力均显著下降。鉴于乙酰化修饰转录因子既能增强其转录活性，又可调控靶基因的激活，故本课题拟行体内外实验探讨stat3被p300乙酰化修饰后调控IL-17上调MMP9/19基因转录与表达的作用和机制，旨在为揭示NSCLC侵袭与转移的分子机制，并为今后指导临床防治等提供重要的实验依据。

非小细胞肺癌（NSCLC）的癌细胞侵袭与转移是患者的主要死亡原因之一。尽管文献已证实IL-17可上调基质金属蛋白酶（MMP）的表达诱导癌细胞的侵袭及转移，但其中的分子机制尚未阐明。本研究发现，NSCLC癌组织中不仅IL-17RA、p300、STAT3和MMP19均过量表达，而且体外用IL-17刺激NSCLC细胞也能同步升高这些基因的表达水平。此外，在NSCLC H1299系细胞内过表达或沉默p300、STAT3和MMP19基因能相应地升高或降低IL-17诱导的p-STAT3、Ack-STAT3、MMP19 及其细胞的迁移和侵袭。进一步机制研究发现，上调的STAT3和p300可形成复合物，共同结合到MMP19基因启动子的特定部位（-544 to -389nt）。在此过程中，p300一方面能乙酰化修饰STAT3的第631位赖氨酸（K631），导致其转录活性上升及Ack-STAT3、p-STAT3、MMP19表达和细胞迁移与侵袭能力的显著增强，另一方面，p300介导的STAT3的乙酰化修饰还能提高其本身的磷酸化水平，STAT3的乙酰化和磷酸化能共同促进IL-17启动的MMP19基因转录与表达，包括H1299细胞的迁移与侵袭。此外，体内实验表明，给裸鼠分别接种沉默了p300、STAT3或MMP19基因再加IL17刺激处理的H1299细胞后7周，其肺部转移结节的大小、数量及Ack-STAT3, p-STAT3 水平和 MMP19蛋白的表达均明显减少。这些实验结果不仅揭示了IL-17促进NSCLC侵袭与转移的病理机制，而且也为今后防治人类NSCLC提供重要的分子靶标。