前凋亡因子ChaC1在人恶性胶质瘤中表达抑制的功能与分子机制

ChaC1 is a pro-apoptotic factor，In our previous studies, we have found that ChaC1 lowly expressed in Proneural subtypes of human malignant glioma, It is negatively related the degree of malignancy of tumor and proliferation activity. The expression of Notch1 showed the same tendency with ChaC1 by IHC, Western Blot and qPCR. Bioinformatics analysis showed ChaC1 may play a key role in the endoplasmic reticulum stress response induced by elF2α-ATF4-CHOP pathway. In view of these findings, we will focus on the influence of ChaC1 on proliferation, invasion and apoptosis of glioma through gene overexpression, RNA interference, gene transfection and nude mice tumor model technology in the next research. Further, we will elucidate the putative molecular mechanisms of ChaC1 regulate ferroptosis via GSH/GSSH-GPX4 by the co-immunoprecipitation, immunohistochemistry and protein interaction analysis technology. This will be evidenced by the present study that ChaC1 is a central regulator mediating the crosstalk of ferroptosis via ERS pathway and apoptosis via Notch signal. The study will provide a full basis and new clue for prevention and control of glioma, therefore, it has important theoretical and clinical significance.

ChaC1属前凋亡因子。我们前期研究发现ChaC1在人恶性胶质瘤原神经型 (Proneural)分子亚型中异常低表达，并与肿瘤恶性程度、增殖活性密切负相关，IHC、Western Blot、qPCR显示在恶性胶质瘤中Notch1与ChaC1表达亦呈负相关。生物信息学分析提示ChaC1处于elF2α-ATF4-CHOP通路诱导的内质网应激反应的关键位置。本项目拟采用基因过表达、RNA干扰、基因转染和裸鼠原位瘤模型等技术研究ChaC1对胶质瘤增殖、侵袭和凋亡的影响；免疫共沉淀、免疫组化、蛋白相互作用分析等技术明确ChaC1调节铁死亡通路GSH/GSSH-GPX4具体环节和分子机制；反向研究Notch信号对ChaC1促细胞凋亡作用的影响。通过本研究证明ChaC1是介导触发铁死亡的ERS通路与Notch信号交互作用的关键靶点，为胶质瘤防治研究提供依据和新线索，具有重要理论和临床意义。

胶质瘤占原发中枢神经系统肿瘤的80.5%，其中胶质瘤母细胞瘤更是因治疗敏感性低，预后差是神经肿瘤治疗的重点。阳离子转运调控样蛋白1(CHAC1)是内质网应激中未折叠蛋白反应的重要分子，在替莫唑胺诱导的胶质瘤凋亡中具有重要的促进作用。本研究旨在揭示CHAC1在胶质瘤发展中的重要影响及分子机制。本研究发现CHAC1在胶质瘤的多个数据库中的mRNA表达水平随胶质瘤的级别升高而升高，并且高表达的CHAC1与胶质瘤预后差相关。通过对体外和体内模型的研究发现稳定高表达的CHAC1对于胶质瘤细胞的生长具有促进作用，而抑制CHAC1表达则抑制了肿瘤细胞的生长，侵袭的能力，促进细胞凋亡，和细胞周期G2/M期阻滞。进一步通过研究发现CHAC1可维持胶质瘤细胞的干性特征，促进肿瘤细胞脂肪酸β氧化，影响CD47分子的表达抑制巨噬细胞的吞噬功能，改变肿瘤细胞的免疫微环境。在研究CHAC1影响胶质瘤细胞功能的机制中我们发现，CHAC1可以通过影响MEK/ERK/C-FOS通路调控肿瘤细胞生长、侵袭以及转移能力，抑制改通路可阻止CHAC1的促进作用。另外，研究发现CHAC1和该通路形成反馈调节，MEK/ERK/C-FOS通路也可调节CHAC1表达，从而展示了较为复杂的分子网络通路。该研究揭示了CHAC1通过MEK/ERK/C-FOS信号通路促进胶质瘤发生发展的分子机制，为临床诊疗提供新靶点，为胶质瘤的防治研究提供依据和新线索，具有重要的理论和临床意义。同时进一步说明了CHAC1分子功能的多样性，为肿瘤的治疗带来的挑战，但也为为下一步研究提供新的思路。