新的融合基因—FGFR2-GAB2在促进食管腺癌进展和化疗耐药中的作用及机制研究

Fusion gene is a important reason for the tumorigenesis and progression. Increasing studies demonstrated that the accident of fusion gene is a highly frequent event in esophageal adenocarcinoma (EAC). However, the roles of fusion gene on the development of esophageal adenocarcinoma still unknown. Our previous study identified a novel and recurrent fusion gene, FGFR2-GAB2, in EAC. And FGFR2-GAB2 shown a high connection with chemotherapy resistance of EAC. Based on the characteristics of the FGFR2-GAB2 and previous results, we hypothesis that FGFR2-GAB2 induce overactivation of the PI3K-AKT-mTOR pathway via the double functions of the tyrosine kinase (TK) domain and PI3K-binding motif. Here, we plan to clone the FGFR2-GAB2 gene and transfer to EAC cell lines. And then explore its functions and mechanism underlying promoting the development of EAC in vivo and vitro. We plan to perform the co-IP and fluorescent tracer technique to evaluate the mechanism of FGFR2-GAB2 protein on activating the PI3K-AKT-mTOR pathway. This project aims to reveal a new mechanism about the occurrence and development of esophageal adenocarcinoma, which could provide new strategy for understanding esophageal adenocarcinoma and researching a new treatment.

融合基因是导致肿瘤发生和进展的重要原因。研究发现在食管腺癌中融合基因事件的发生呈非常高的频率；到目前为止，融合基因在食管腺癌中的作用还不清楚。我们既往研究在食管腺癌中发现了一种全新的融合基因—FGFR2-GAB2；并发现表达FGFR2-GAB2融合基因的患者对化疗方案原发耐药；因此FGFR2-GAB2可能在食管腺癌发生和发展中发挥重要作用。根据FGFR2-GAB2融合基因的特点和既往文献，我们提出假设：FGFR2-GAB2通过异常的酪氨酸激酶活性和直接结合PI3K的双重机制过度激活PI3K-AKT-mTOR通路，来促进肿瘤增殖、侵袭、迁移和化疗耐药。本项目拟构建表达FGFR2-GAB2的食管腺癌细胞，通过体内体外实验研究FGFR2-GAB2的作用；并采用免疫共沉淀和荧光示踪等方法阐眀FGFR2-GAB2融合蛋白发挥作用的机理。本研究有望为研究食管腺癌的发病机制、化疗耐药和治疗提供新方向。

基因重排是一种重要的DNA突变形式，它可导致新的融合基因的产生；大量研究都表明融合基因在肿瘤的发生、发展中发挥了重要的作用。其中，FGFR2是目前已发现的最常见的能够发生基因重排的基因之一；FGFR2融合基因事件已经在诸如：胆管癌、肝癌、膀胱癌等多种人类肿瘤中被发现，FGFR2融合基因的研究对于理解肿瘤的发生和发展以及治疗具有十分重要的意义；2020年，首个针对FGFR2融合基因的靶向药物——培米替尼（Pemigatinib）已获FDA批准用于治疗携带fgfr2融合基因的晚期胆管癌患者，III期临床试验证实培米替尼对于该类晚期胆管癌患者的客观缓解率（ORR）达到了36%。融合基因的研究具有重大的临床前景。但是，FGFR2融合基因在食管腺癌（胃食管结合部腺癌）和胃癌中的情况以及作用还不清楚；我们研究发现了多个FGFR2相关融合基因（FGFR2-GAB2、FGFR2-TMEM67、FGFR2-ARFGEF3和FGFR2-SCML4），其中FGFR2-GAB2是可重复的基因重排事件，研究证实其可以成功编码融合蛋白；在OE33和AGS中外源性表达FGFR2-GAB2 基因可以促进肿瘤细胞的增殖、侵袭能力，以及对FGFR2抑制剂的耐药；研究结果具有巨大的临床应用前景，RNA-seq数据提示FGFR2-GAB2高表达可能促进PI3K-AKT信号通路激活，但是，体外细胞实验发现FGFR2-GAB2对PI3K-AKT、ERK和没TOR信号通路激活作用并不明显，其分子机制仍有待进一步阐明。. 此外，本项目还证明另一可发生基因重排事件的基因——NPC1在胃癌中发挥促癌基因作用，既往研究证实NPC1是一种胆固醇转运蛋白，负责将溶酶体内的胆固醇转运到细胞质中，是胆固醇代谢重要蛋白；但是，NPC1和肿瘤关系研究鲜有报道；NPC1高表达可以促进AGS和803细胞株的迁移、侵袭和增殖能力；而用是shRNA抑制NPC1的表达后可以逆转这些能力；裸鼠成瘤也证实NPC1表达下调后803细胞株的成瘤能力大大减弱；分子机制研究提示NPC1通过激活PI3K-AKT信号通路发挥促癌作用；临床数据进一步证实NPC1是胃癌预后独立危险因素，NPC1表达阳性预示着更差的总生存时间和无病生存时间。