肿瘤微环境中,尤其是肿瘤细胞与癌旁交界处,富集了大量的蛋白酶。它们不仅可以直接降解重塑细胞外间质,还能通过激活肿瘤细胞表面的蛋白酶活化受体(proteinase activated receptor, PAR)参与肿瘤的发展,但是其分子机制至今不明。前期实验发现蛋白酶活化受体2(PAR2)的活化显著地增加癌细胞的生长和迁移能力。本项目将从miRNA的角度进一步探索PAR2促进肿瘤细胞生长和迁移的分子机制,以及PAR2是否通过EMT机制促进肿瘤细胞的迁移。此外利用原位结肠癌动物模型,在整体动物水平检验PAR2在肿瘤细胞的致瘤性及远处转移中的作用。并用原发性及肝转移性结肠癌病人样品验证PAR2及相关的miRNA与肝转移的相关性。总之,本课题将利用体内、体外的试验模型,研究PAR2促进结肠癌细胞增生和迁移的分子机制及其生物学意义。
Proteinase activated receptor 2;microenvironment;cell proliferation;cell migration;miRNA
肿瘤微环境中,尤其是肿瘤细胞与癌旁交界处富集了大量的蛋白酶,它不仅可以降解细胞外介质,而且在肿瘤浸润和转移中起着重要作用。蛋白酶活化受体(proteinase activated receptor, PAR),就是细胞表面的蛋白酶的感应器,它不仅可以被蛋白酶激活而且介导蛋白酶所触发的各种细胞功能的改变。在课题执行中我们发现蛋白酶活化受体2(PAR2)通过不同的miRNA参与肿瘤细胞生长和迁移。我们的研究从表观遗传学角度解读了“肿瘤微环境调控miRNAs促进肿瘤细胞转移”的机制。主要结果分别发表在Plos One 和J Bio Chem上。首先,我们发现PAR2的敲除明显抑制肿瘤的发生,而与IL-6等炎症因子的表达无关,进一步研究发现PAR2的活化参与肿瘤细胞增殖的调节,机制研究发现PAR2通过TGF-beta信号下调MiRNA-34a,促进CyclinD1的表达,从而促进肿瘤细胞增殖。具体来说,PAR2与结直肠癌细胞的增殖和克隆形成能力相关。Cyclin D/E2F介导PAR2相关的细胞增殖。PAR2在转录后水平调控CyclinD1的水平。PAR2 通过miR-34a调控Cyclin D1的表达。TGF-beta介导PAR2相关的miR-34a下调。结直肠癌样本中PAR2,及其活化蛋白酶和 miR-34a的表达与结直肠癌的转移密切相关。另外,在该项目的资助下,我们还发现了PAR2促进肿瘤细胞迁移可能的分子机制。一方面,我们在多种细胞系中证实PAR2活化能促进细胞迁移,干扰PAR2表达可影响细胞迁移。在体外实验中,我们发现PAR2活化后,miR-125b表达水平下调,而回补miR-125b可阻断PAR2诱导的细胞迁移增加;Gab2作为miR-125b下游靶基因介导了PAR2诱导细胞迁移的过程。在结肠炎相关结肠癌的动物模型及临床结肠癌手术病人标本中验证了PAR2,miR-125b及Gab2三者的相关性。另一方面,我们发现PAR2活化是通过上调Nsun2,增加pre-miR-125b2 m6A形式的甲基化而抑制miR-125b表达。敲降Nsun2后miR-125b表达不受PAR2影响。这部分研究成果已发表在J Bio Chem。