幽门螺杆菌CagA活化NLRP3炎症小体通路在胃癌侵袭迁移中的作用研究

The mechanism of the dynamic evolution of "inflammatory cancer" has become a hot spot in cancer research. The inflammatory factors released by chronic inflammation as an important mediator in the initiation, progression and metastasis of cancer. we Previous studies indicated that CagA could enhance the expression of gastrin and promote the invasion and metastasis of gastric cancer. At the same time, H.pylori can activate NLRP3 inflammasome in gastric epithelial cells and gastric cancer cells. CagA is a key molecule in the formation of H.pylori induced chronic inflammation, leading to the formation of gastric cancer. Whether it can induce the activation of NLRP3 and the release of proinflammatory factors in gastric cancer formation and metastasis is yet to be further explored. This project intends to investigate NLRP3/IL-1 beta pathway as a target of H.pylori CagA in gastric cancer cells in NLRP3 inflammasome activation and related mechanisms, as well as NLRP3/IL-1 beta pathway activation effect on the proliferation of gastric cancer cells, invasion and migration. Then, the effector proteins of CagA will be investigated using co-immunoprecipitation and proteomics technology and further verified in gsatric cancer tissues. This study aims to provide new theoretical and experimental basis for revealing the molecular mechanism of gastric cancer caused by H.pylori, provide a new target for the diagnosis and treatment of gastric cancer.

近年“炎-癌”动态演变的作用机制成为癌症研究热点，慢性炎症释放炎性因子作为重要介质参与了肿瘤的启动、进展及转移。项目组前期研究发现H.pylori毒素蛋白CagA 能增强促生长因子胃泌素的表达，促进胃癌侵袭转移，同时也发现H.pylori可激活胃上皮细胞和胃癌细胞中NLRP3炎症小体。CagA是H.pylori引起慢性炎症，导致胃癌形成的关键分子，能否诱导NLRP3炎症小体活化，释放促炎因子参与胃癌增殖和转移尚待进一步探索。本项目拟以NLRP3/IL-1β通路为靶点，探讨CagA在胃癌细胞中对NLRP3炎小体的活化作用和相关机制，以及NLRP3炎症体通路激活对胃癌细胞增殖、侵袭和迁移的影响，并用免疫共沉淀和蛋白质组学技术，探寻CagA在细胞内的效应蛋白，并在临床组织中验证。研究结果可为揭示H.pylori 引起胃癌的分子机制提供新的理论和实验依据，为胃癌的诊治提供新的靶点。

H.pylori长期、慢性感染是胃癌最主要的始发因素，炎症小体活化诱导促炎因子释放，构成炎性微环境是肿瘤发生发展的中心环节，但两者之间的关系不清楚。本项目通过构建pcDNA3.1/cagA转染胃癌细胞模型、cagA基因敲出Hp/ΔcagA突变株与Hp/cagA+野生株感染胃癌细胞模型，检测NLRP3炎症小体、NF-κB信号通路相关指标变化，研究CagA对NLRP3炎症小体的活化作用，分析NF-κB信号通路、细胞内活性氧族ROS参与CagA 介导NLRP3炎症小体激活的可能机制，以及NF-κB/NLRP3炎症体通路激活对胃癌细胞增殖、侵袭和迁移的影响。转录组测序分析pcDNA3.1/cagA 转染胃癌细胞相关基因和信号通路的变化，获取与胃癌密切相关的蛋白在临床胃癌组织验证及生物信息学分析。.主要成果：（1）pcDNA3.1/cagA转染细胞、Hp/ΔcagA突变菌株和Hp/cagA+野生菌株感染细胞实验均证实CagA可活化NLRP3炎症小体通路，促进炎症因子IL-1β、IL-18的释放，促使细胞焦亡。(2) CagA活化NLRP3炎症小体与激活NF-κB信号通路和ROS有关。（3）CagA蛋白可通过激活NF-κB/ NLRP3 炎症小体通路促进胃癌侵袭迁移。（4）转录组学鉴定了1062个差异基因，其中594个上调,468个下调。差异基因参与151个生物过程，56个细胞成分和40个分子功能。 KEGG通路分析显示参与了21条通路。PPI分析有845个基因参与相互作用网络，找出3个高度互连的集群，相关度最高的30个差异基因在TCGA数据库中分析出有12个基因在胃癌中高表达，进一步生存分析出7个差异基因与胃癌的不良预后有关。 RT-qPCR验证CagA可导致BPTF，caspase3，CDH1，CTNNB1，HDAC1，ATM和POLR2A表达上调。（5）CDH1和ATM1蛋白在临床胃癌组织中高表达，可能在幽门螺杆菌相关性胃癌发生中扮演重要角色。.总之，H.pylori CagA蛋白可通过ROS介导NLRP3//IL-1β炎症小体通路的激活，促进胃癌细胞的生长、侵袭和转移，是H.pylori致癌的机制之一；生物信息学分析找出CagA所调控的相关基因并研究其相互作用关系和参与生物过程，帮助我们了解CagA基因诱导的胃癌发展的分子机制，对胃癌的早期诊断和预防具有重要意义。