PC4调控NPC1L1在胰腺癌中的功能与机制研究

来源 :中国人民解放军陆军军医大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ntieing
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背景:胰腺癌是高度恶性的肿瘤,其恶性程度位于众多肿瘤中排名前列。目前外科手术依旧是胰腺癌的主要治疗手段。但是由于大部分的胰腺癌被发现时处于晚期阶段,手术治疗效果欠佳,5年生存率不到9%。而其他各种治疗方法如放疗和化疗以及新兴治疗方法如靶向药物和细胞治疗对胰腺癌的作用均不尽人意。因此,分析胰腺癌的分子机制,并明确该肿瘤的新靶点可能为探索胰腺癌的治疗方法提供新道路。CD8+T细胞在抗肿瘤免疫中发挥着关键作用,然而肿瘤可以通过多种免疫抑制机制逃避免疫攻击,如抑制CD8+T细胞的增殖和激活。通过免疫检查点重新激活CD8+T细胞的抗肿瘤反应最近已被证明对癌症有显著的治疗效果。然而,并不是所有的癌症都对检查点封锁有反应。胰腺癌是最致命的人类恶性肿瘤之一,其特点是免疫抑制肿瘤微环境,使其对免疫治疗几乎无效。虽然许多胰腺癌患者表现出CD8+T细胞肿瘤浸润,但免疫治疗并没有带来临床效益,一个主要的限制因素是CD8+T细胞功能障碍或低反应。因此,开发其他增强CD8+T细胞抗肿瘤活性的治疗方法具有重要的临床意义。目前,胰腺癌中已经有多种分子被发现具有重要的作用。其中,有文章报道,和基因转录密切相关的蛋白与肿瘤的发生发展具有紧密的调控关系。研究显示转录辅助因子4(positive coactivator 4,PC4)在众多肿瘤如非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)、乳腺癌中表达升高。进一步的研究还表明PC4表达升高与肿瘤的恶性程度相关。这说明PC4蛋白在众多肿瘤的发生分化中发挥着重要作用。2007年,Kiran发现PC4蛋白能够与p53互作,影响p53下游基因p21等的表达,促进细胞的凋亡,最终抑制肿瘤的发展。因此,PC4被认为是抑癌基因。而后来有研究报道,在非小细胞肺癌中敲低PC4蛋白能够从转录层面抑制XRCC4‐like factor(XLF)的表达,而XLF能够通过调控细胞DNA的非同源末端链接(non-homologous end joining,NHEJ),提高肿瘤的放疗敏感性。此外,在非小细胞肺癌中敲低该蛋白还会通过诱导细胞周期暂停和促进细胞凋亡,抑制肿瘤的增长。可见,PC4还能在肿瘤中发挥促癌作用。PC4在肿瘤中的功能表现出“双刃剑”的特点,并具有强大的肿瘤干预能力,可能是胰腺癌增殖的潜在调控分子。为了探究PC4蛋白在胰腺癌中的表达与功能,我们首先借助生物信息学分析,发现PC4 mRNA在胰腺癌中高表达。基于以上的发现,我们对PC4在胰腺癌中的作用及其调控蛋白NPC1L1在胰腺癌内功能展开研究。目的:1、通过分析PC4在胰腺癌发生发展中的表达与功能,以及该蛋白与胰腺癌免疫微环境的关系,为胰腺癌发生发展的研究提供新思路。2、初步探索PC4调控蛋白NPC1L1在胰腺癌中的功能,及NPC1L1与胰腺癌抑制性免疫微环境的关系。方法:通过搜索公共数据库,探究PC4 mRNA表达水平与胰腺癌的关系;通过我们标本库收录的胰腺癌样本的免疫组化染色分析PC4蛋白表达水平,以该蛋白表达水平与胰腺癌患者预后的关系。借助慢病毒感染建立PC4敲低细胞系,通过在裸鼠皮下注射PC4敲低细胞系探索PC4蛋白对胰腺癌发生发展的影响。研究PC4调控蛋白NPC1L1在胰腺癌中的功能。最后通过生信分析学明确PC4和NPC1L1与胰腺癌免疫微环境的关系。结果:1、PC4的表达与胰腺癌预后相关通过基因表达谱的交互分析(Gene Expression Profiling Interactive Analysis,GEPIA)公关数据库,我们发现PC4(基因名字为SUB1)mRNA在胰腺癌组织和对应癌旁组织中有显著的表达差异,但是PC4 mRNA对胰腺癌患者生存没有影响。然后我们借助收录胰腺癌组织样本检测PC4蛋白的表达,发现该蛋白在胰腺癌肿瘤组织中高表达,而在正常胰腺中几乎不表达。且该蛋白表达与患者病理分级有关,PC4蛋白在分化程度表达低的肿瘤中高表达。此外,我们还发现PC4蛋白表达与患者生存期密切相关。2、在体内敲低PC4可显著抑制胰腺癌的生长我们借助CFPAC-1和ASPC-1胰腺癌细胞系构建稳定敲低PC4的胰腺癌细胞系。接着我们借助稳定敲低PC4的胰腺癌细胞系构建皮下成瘤模型,结果显示敲低PC4后肿瘤成瘤能力显著减弱,两组的差异有统计学意义。3、PC4的表达与胰腺癌免疫抑制微环境相关通过多个数据库以及算法的分析,我们发现肿瘤中PC4的表达与胰腺癌肿瘤免疫微环境的免疫细胞、间质成分和免疫检查点具有明显相关性。当PC4表达升高时调节性T细胞浸润、M2型巨噬细胞浸润增多,同时PC4的表达与胰腺癌的免疫评分与间质评分正相关,以及多个免疫检查点之间具有统计学意义。4、胰腺癌中PC4对NPC1L1具有调控作用我们通过数据分析发现,在胰腺癌中,PC4的表达与NPC1L1的表达具有明显的相关性,这提示PC4可能通过NPC1L1发挥作用。5、NPC1L1在胰腺癌中高表达,且与患者的预后明显相关我们通过数据库分析发现,在mRNA层面,NPC1L1的胰腺癌中表达高于癌旁,这一现象可能受到胰腺癌突变率最高的基因Kras及去甲基化酶TET-3的调控。在蛋白层面,我们通过组织芯片染色发现NPC1L1的胰腺癌中异位高表达,并且与患者的预后明显相关。6、NPC1L1在胰腺癌肿瘤免疫调控中发挥重要作用通过数据我们发现,高、低表达NPC1L1的胰腺癌患者,肿瘤的炎症反应通路差异明显,进一步的,我们通过多个免疫学数据库,我们发现,NPC1L1主要影响的是肿瘤微环境中的CD8+T细胞。结论:1、借助生物信息学分析和对收录胰腺癌组织的检测,我们发现PC4蛋白在胰腺癌中高表达,与患者预后密切相关。敲低PC4蛋白能够显著抑制肿瘤的增长。此外,生物信息学分析显示,PC4蛋白与抑制性免疫微环境密切相关。2、PC4调控蛋白NPC1L1在胰腺癌中异位高表达,表达越高,患者的预后越差。进一步的我们发现NPC1L1与胰腺癌抑制性免疫微环境相关。
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