URG4是合作实验室发现的一个新基因,我们的研究发现URG4在胃癌组织中表达明显高于癌旁对照组织,其表达强度和胃癌细胞分化程度及增殖强度相关,并能够促进胃癌细胞的增殖及体内外成瘤,提示URG4具有癌基因样作用,前期研究还发现URG4的作用是通过上调Cyclin D1的表达实现的,但其具体分子调控机制尚不清楚。为进一步证明URG4是否为癌基因并探讨URG4发挥作用的具体分子机制,本课题拟采用HEK293细胞转化实验检测其能否引起细胞发生恶性转化,同时通过检测Ras-Raf-MEK-ERK、PI3K-AKT-mTOR-S6K1、PI3K-Akt-GSK3β等通路关键分子的变化来在转录、翻译、蛋白稳定性多个水平解释Cyclin D1上调的机理,同时也利用功能分类基因芯片、双向电泳、抗体阻断、RNAi干涉等技术,进一步阐明URG4发挥作用的分子调控网络,为深入理解胃癌的发生、发展和治疗奠定基础。
gastric cancer;URG4;carcinogenesis;oncogene;maligant tansformation
URG4(Upregulated gene 4)是合作实验室筛选出的新分子,我们的研究发现URG4在胃癌组织中表达明显高于癌旁对照组织,其表达强度和胃癌细胞分化程度及增殖强度相关,并能够促进胃癌细胞的增殖及体内外成瘤,提示URG4具有癌基因样作用,前期研究还发现URG4的作用是通过上调Cyclin D1的表达实现的,但其具体分子调控机制尚不清楚。为进一步证明URG4是否为癌基因并探讨URG4发挥作用的相关分子机制,本课题通过NIH3T3细胞转化实验发现URG4能促进NIH3T3生长增殖,并使细胞形态有所改变,但未能使NIH3T3细胞在软琼脂内或裸鼠体内成瘤发生恶性转化。在对URG4发挥作用分子机制的进一步研究中发现抑制URG4表达后细胞内质网应激标志分子GRP78/ATF4/CHOP表达明显上调进而细胞凋亡增加,而抑制CHOP表达后细胞凋亡被部分抑制,上述结果提示URG4可能通过抑制细胞内质网应激从而抑制了胃癌细胞凋亡。在GES细胞中上调URG4表达后,对其行基因芯片检测发现同对照细胞相比有186个基因发生了明显上调,72个基因发生了明显下调,进一步行生物信息学分析及上调基因的KEGG通路分析,结果提示URG4通过上调细胞周期调控基因促进细胞周期的运行进而促进了胃癌细胞的增殖能力。其中芯片数据提示SENP6与URG4表达呈正相关,通过实时定量PCR检测验证该两基因表达存在正相关关系,SENP6为调控去蛋白类泛素化修饰(deSUMOylation)家族SENP成员之一,在肿瘤的发生发展中起着关键的作用。我们应用实时定量PCR和Western-blot检测发现SENP6在胃癌组织中表达高于癌旁对照组织,进一步上调或抑制SENP6在胃癌细胞系中的表达后,检测发现其具有促进胃癌细胞的增殖和体外成瘤能力。通过免疫共沉淀研究发现SENP6是直接与FoxM1相互作用,FoxM1是Fox转录因子家族的一种亚型,其过表达则促进肿瘤的发生发展及转移,SENP6可能通过介导FoxM1去SUMOylation(蛋白类泛素化修饰)过程,使FoxM1在胃癌细胞内异常高表达从而促胃癌发生发展。上述研究明确了URG4是一个协同癌基因发挥作用的一个基因,并不单独具备使细胞发生恶性转化的功能,同时进一步完善了URG4促进胃癌发生发展的分子调控机制,为深入理解胃癌的发生、发展和治疗奠定了一定基础。