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全球每年有220万新发肺癌病例及180万肺癌死亡病例,肺癌是第一“癌症杀手”。近二十年来肺癌研究不断进展,小分子酪氨酸激酶抑制剂及免疫疗法的使用,显著延长了病人生存期,提高了患者生存质量。但是这些疗法仅针对少数病人有效,且不可避免的出现耐药,肺癌的总体治愈率和生存率仍然很低,5年生存率仅为21%。因此利用适宜的肺癌模型剖析肺癌发生机理,寻找新的关键致癌因子进而开发靶向治疗药物,仍是当前的迫切需求。CIP2A(cancerous inhibitor of protein phosphatase 2A)近年来被认为是一个非常重要的癌蛋白,之前研究显示CIP2A在多种恶性肿瘤中高表达,并且与细胞恶性转化密切相关,但是其在肺癌发生中的作用及机制尚未阐明。本研究中我们发现CIP2A在非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)中高表达并与预后相关,且在体外细胞系中促进肿瘤细胞增殖。我们实验室前期利用肺表面活性蛋白C(surfactant protein C,SPC)基因启动子构建了肺泡Ⅱ型上皮细胞特异过表达CIP2A的转基因C57BL/6小鼠(以下简称SPC-CIP2A小鼠)。本研究对SPC-CIP2A小鼠进行繁育和鼠尾鉴定,使用Micro-CT监测小鼠肺部情况,并对小鼠肺部结节进行HE及组化染色,发现SPC-CIP2A转基因小鼠在12-15月龄诱发肺癌,发病率为20.2%。通过多组学分析以及分离原代肿瘤细胞进行Seahorse代谢检测发现,CIP2A高表达转基因小鼠肺肿瘤组织氧化磷酸化显著增强,磷酸化芯片结果提示CIP2A显著增强FOXO3A磷酸化。免疫共沉淀和免疫荧光实验发现FOXO3A与PP2A亚基B56α相互作用。通过分离线粒体、细胞核和细胞质,我们发现CIP2A可通过抑制B56α增强FOXO3A磷酸化,进而改变FOXO3A的亚细胞定位。通过CRISPR-Cas9系统稳定敲除FOXO基因,外源表达核定位序列缺失(ΔNLS)和线粒体定位受损(Δ1-153aa)的FOXO3A突变体,发现FOXO3A亚细胞定位影响细胞增殖。为了提高发病率,加快小鼠发病进程,我们选择在非小细胞肺癌中突变频率较高的抑癌基因TP53、RB1、STK11、PTEN,通过病毒滴鼻在获得其基因敲除小鼠模型的同时实现肺部高表达CIP2A。结果发现,过表达CIP2A与Pten-/-具有协同致癌作用,Pten-/-鼠肺癌发生率为7.7%,而CIP2A/Pten-/-鼠的肺癌发生率达到53.8%。我们发现,PTEN缺失联合CIP2A高表达增强了野生型对照组以及单CIP2A过表达组对FOXO3A亚细胞定位的调控作用。最后,通过对TCGA数据库进行分析,我们发现在临床上,CIP2A高表达、PTEN低表达的肺腺癌患者预后差,CIP2A/PTEN分值可作为患者总生存期和无进展间隔的独立预后因素。综上所述,本研究揭示了 CIP2A通过调控FOXO3A亚细胞定位增强氧化磷酸化诱发肺癌的作用,CIP2A高表达联合PTEN缺失具有协同促肺癌作用,为肺癌的治疗提供新的思路。血管紧张素转换酶 2(Angiotensin-converting enzyme 2,ACE2)是 COVID-19病原体—严重急性呼吸综合征冠状病毒2(SARS CoV-2)的受体,SARS-CoV-2通过刺突蛋白(Spike,S)作用于ACE2受体感染宿主细胞。刺突蛋白(Spike,S)尤其是其受体结合域(receptor binding domain,RBD)常常发生突变,导致抗体无法识别,从而逃避机体免疫监视。但是ACE2序列极少发生突变,抑制ACE2受体能有效降低SARS CoV-2的侵染能力,因此开发靶向ACE2的新冠治疗药物具有很好地临床指导意义。本研究中,为了找到可以调节ACE2表达以阻止SARS-CoV-2进入肺上皮细胞的抑制剂,我们使用小分子化合物库进行筛选。首先我们构建了ACE2启动子-荧光素酶质粒,在HLF细胞中进行瞬时转染,用化合物处理后进行了双荧光素酶活性检测,结果表明在测试的64种天然化合物中,6-O-angeloylplenolin(6-OAP)显示出最有效的ACE2转录抑制活性。鉴于6-OAP是从中草药鹅不食草(Centipeda minima,CM)中提取的最丰富的倍半萜内酯,因此我们用qPCR方法验证了 6-OAP及CM水提取物能够抑制ACE2转录。为了进一步探究6-OAP调控ACE2转录的具体机制,免疫共沉淀实验、电泳迁移率实验发现6-OAP(2.5 μM)显著抑制了 Stat3蛋白和ACE2启动子之间的相互作用,从而抑制ACE2转录。体外实验中,免疫印迹实验验证6-OAP(1.25-5μM)及CM水提物(0.125%-0.5%)能够以剂量依赖和时间依赖性方式下调正常肺支气管上皮细胞16HBE和Beas-2B中的ACE2蛋白表达。同时体内实验中,C57BL/6小鼠给予6-OAP(50 mg/kg/d)或CM(0.5%)一个月后,在小鼠的肺组织中观察到了一致的结果。此外,我们发现6-OAP/CM剂量依赖性地减少16HBE细胞中IL-6的产生,并且下调CXCL13、CX3CL1、CXCL11等趋化因子。同时,我们发现6-OAP/CM能有效抑制SARS-CoV-2 S蛋白假病毒进入靶细胞,提示6-OAP/CM可能潜在地保护肺上皮细胞免受SARS-CoV-2 感染。综上,本研究揭示了 6-OAP及CM水提物通过抑制转录因子STAT3降低ACE2表达并阻断SARS-CoV-2 S蛋白假病毒感染。因此,作为ACE2的抑制剂,CM/6-OAP为COVID-19的防治提供了新思路。