KAI1通过ATX-LPA轴介导抑制胰腺癌转移的作用及机制解析

Phospholipid metabolism is involved in a variety of tumor cell metabolism. Lysophosphatidic acid (LPA) is an important signaling molecule in tumor cells which is catalyzed by autotaxin (ATX). But the role of ATX-LPA in pancreatic cancer and its molecular mechanism has not been reported. Our experimental results show that: the level of ATX and LPA in the serum of patients with pancreatic cancer are significantly higher than the normal group, the expression of ATX in cancer tissues is significantly higher than that in paracancerous tissues, over expression of KAI1 gene can downregulate the level of ATX and LPA in pancreatic cancer cells and inhibite the cell migration. Therefore, the scientific aims of this projects elucidate the roles of the metastastic mechanism conteolled by KAI1 gene through ATX-LPA signal in pancreatic cancer cell. ATX, LPA and its receptors may serve as tumor marker of metastasis and prognosis in pancreatic cancer. The hypothesis will be verified in molecules, cells, tissues and animal, by using clinical pancreatic cancer samples, experimental in vitro and mouse model in vivo. It will be clear that the mechanism of inhibition of metastasis by KAI1 gene through ATX-LPA axis in pancreatic cancer. .Our studies will provide important theoretical basis to identify the molecular markers of metastasis and prognosis and to find the targeted therapy for the liver metastasis from the new viewpoint of phospholipid metabolism in pancreatic cancer.

磷脂代谢参与了多种肿瘤细胞的代谢。溶血磷脂酸（LPA）是由自分泌运动因子（ATX）催化完成，是肿瘤细胞内重要的信号分子，但其在胰腺癌中的作用及机制尚无报道。KAI1是转移抑制基因，我们预实验结果显示：胰腺癌患者血清中ATX和LPA含量明显高于正常对照组；癌组织中ATX表达显著高于癌旁组织；稳定过表达KAI1可下调胰腺癌细胞中ATX和LPA表达水平，抑制细胞迁移。因此我们提出假说：KAI1基因可能通过调控ATX-LPA轴抑制胰腺癌细胞转移，ATX和LPA及其受体可能作为胰腺癌转移和预后的分子标志物。本申请项目将利用临床胰腺癌样本，通过体外细胞实验和体内小鼠胰腺原位接种和脾注射肝转移模型实验，从分子、细胞、组织以及动物等多方面验证上述假说，明确KAI1通过ATX-LPA轴抑制胰腺癌转移的机制。从磷脂代谢这个新视点，为鉴定胰腺癌转移和预后的分子标志物以及为胰腺癌肝转移靶向治疗提供重要的理论依据。

本研究开展时间为2017年1月至2020年12月，课题进行过程中无人员变动，无重大技术调整。课题进行过程中严格按预期实验设计，完成了各部分实验内容。课题组通过构建高表达载体、转染癌细胞、重组腺病毒、siRNA干涉、CRISPR/CAS9、信号通路分析、荧光素酶测定和建立荷瘤裸鼠模型技术。研究发现：1.组织和血清中高表达ATX、LPA及LPAR分子，与CA19-9结合可作为胰腺癌患者临床早诊和预后判断的重要潜在指标；2.敲低ATX能够降低胰腺癌细胞的迁移能力，但在KAI1稳定过表达的胰腺癌细胞中，瞬时过表达ATX与KAI1过表达对照组相比较，胰腺癌细胞的迁移能力显著增强；3.KAI1基因可有效抑制亲本胰腺癌细胞的存活，而过表达ATX可部分反转KAI1诱导的胰腺癌细胞存活抑制；4.ATX可使得胰腺癌细胞转移相关EMT通路信号分子的表达均显著增强，同时，AKT、MAPK、ERK、PKC等与肿瘤生长和转移相关的分子磷酸化水平存在差异；5.KAI1可以负向调控Src/STAT3信号通路的磷酸化，而STAT3可上调ATX的表达；6.不同浓度吉西他滨处理对母代胰腺癌靶细胞存活率随药物浓度增加显著降低，在不同时间点ATX蛋白表达降低，KAI1蛋白表达增加。7.KAI1稳定表达的胰腺癌细胞内活氧含量最高，liproxsain结合胰腺癌亲本细胞，GPX4和SLC4蛋白表达降低；8.ATX对抗癌药物抑制胰腺癌细胞转移有显著的负向作用，而KAI1可扭转ATX、LPA诱导的此负向作用；9.KAI基因可显著抑制ATX-LPA轴介导的胰腺癌细胞脾注射肝转移模型小鼠体内转移的发生。. 本研究共发表SCI论文5篇。编写胰腺相关国内指南和专家共识意见2部。上述研究成果在中华医学会消化病年会、全国胰腺疾病论坛等几十次全国性学术会议上进行了交流。尤其是2017年以来我们成功举办了4次全国性胰腺疾病论坛及消化学术会议。邀请了国内外知名专家近800人参会，与会代表35000余人，为创新性、前沿性学术沟通和交流提供了重要平台。本课题培养了1名博士、3名硕士。达到了课题预期目的。