PAQR4影响非小细胞肺癌发生发展的功能与机制研究

Non-small cell lung cancer (NSCLC) accounts for ~80% of all Lung cancer cases, which is the leading cause of cancer related deaths worldwide. Characterizing the underlying mechanisms or identifying potential novel biomarkers for NSCLC is very important for global health. Our previous work had identified series of tumor related novel genes including NCAPH, GRK5 and PAQR4. Our former results suggested that NCAPH or GRK5 plays as oncogenic factor in colon cancer and non-small cell lung cancer (NSCLC), respectively. The above findings have been published in Cell Death & Disease, in which the applicant is listed as (co-) first author. Regard to other potential tumor related genes, such as PAQR4, our preliminary data found that PAQR4 knockdown in NSCLC SPC-A-1 cells inhibited cancerous cell proliferation and migration abilities. In addition, high expression of PAQR4 in NSCLC patient tissue is associated with poor overall survival. We then decided to use in vitro molecular, cellular, biochemical and in vivo xenograft tumor formation assays in combination with IHC analysis in clinical NSCLC samples to reveal the functional mechanism by which PAQR4 regulates NSCLC progression. Collectively, our project will provide a potential novel biomarker for NSCLC in future.

近年来由癌症导致的死亡已成为全球死亡的主要原因之一，而全球的肺癌发病率和死亡率呈急剧上升趋势，因而深入解析其发病机理和挖掘肺癌防治新靶点具有重要意义。申请人前期利用新方法分析网络肿瘤转录组数据库，筛选得到许多肿瘤显著差异表达新基因，包括NCAPH，GRK5和PAQR4等，并分别解析了NCAPH和GRK5在结直肠癌和非小细胞肺癌（NSCLC）中的重要功能和调控机理，文章申请人作为第一（包括共同）发表2篇CDDis。申请人近期研究发现，PAQR4在NSCLC的肿瘤组织和细胞系中高表达，且其高表达患者生存时间更短，抑制其表达后可以降低肿瘤细胞的增殖和迁移能力，提示PAQR4在NSCLC中发挥了重要功能。申请人拟通过体外细胞、分子生化实验和体内裸鼠移植瘤模型，结合临床组织样本免疫组化和关联性分析手段，研究PAQR4影响NSCLC发生发展的分子机制，为未来NSCLC的基础研究和临床治疗提供新靶点。

PAQR4是孕激素和脂联素分子受体家族（PAQR）的成员，这个家族拥有11个家族成员且每个家族成员都含有一个保守的七次跨膜结构。本项目内容主要阐述了PAQR4在非小细胞肺癌中的功能及机制研究。前期，我们利用网络数据库中分析出PAQR4在十三种实体瘤中异常高表达且PAQR4的表达与肺癌病人预后呈负相关。深入研究发现PAQR4在非小细胞肺癌中相对于人正常肺上皮细胞Beas-2B显著高表达，敲低PAQR4抑制非小细胞肺癌细胞的增殖，抑制体内裸鼠移植瘤的生长，使非小细胞肺癌细胞阻滞在G0/G1期。通过药敏实验我们发现敲低PAQR4使非小细胞肺癌细胞对化疗药物顺铂（Cisplatin）更敏感，流式细胞术凋亡分析和Western blot同时也检测到敲低PAQR4增强顺铂诱导的细胞凋亡。进一步研究发现，敲低PAQR4下调Nrf2的蛋白表达量但不影响Nrf2 mRNA的表达；通过半衰期和免疫共沉淀等实验，我们发现敲低PAQR4显著促进Nrf2的泛素化降解途径且过表达PAQR4抑制Nrf2的泛素化降解途径；进一步实验，我们发现PAQR4可以结合Nrf2/Keap1复合体来抑制Nrf2的泛素化降解。此外，体内裸鼠移植瘤实验也进一步印证了敲低PAQR4增强非小细胞肺癌细胞对顺铂的敏感。综上所述，PAQR4在非小细胞肺癌中发挥着原癌基因的作用，敲低PAQR4对非小细胞肺癌病人的化疗疗效起到重要的促进作用，有望成为未来非小细胞肺癌治疗的新靶点。