GPRC5A是维甲酸信号的靶基因,仅在肺组织中表达。Gprc5a-敲除小鼠会产生自发性肺肿瘤。重要的是,GPRC5A基因的丢失或抑制在人肺癌中也普遍发生。Gprc5a-/-小鼠模型在肺癌的发生过程、病理等方面表现地与人肺癌的情况十分相像。我们新近的研究显示,Gprc5a的缺失会导致肺上皮细胞中NF-kB和Stat3信号异常活跃,不仅会加速细胞生长,拮抗凋亡,还会诱发肺部炎症,促发肺癌的产生。于是,本课题假设,Gprc5a 缺失所致持续性活化的NF-kB和Stat3信号是导致肺部炎症与肺癌的重要因素。本课题将以Gprc5a-/-小鼠模型为基础,详细研究Gprc5a丢失所致NF-kB和Stat3信号转导途径激活的分子机理,并对该信号转道途径在肺始祖(II型)细胞特性,肺免疫性等方面进行详细研究,这对于认识肿瘤肺癌的发病机制,为设计有效的肺癌防治方案提供重要的理论依据。
GPRC5A;development mechanism;NF-kB;animal model;lung cancer
GPRC5A是G蛋白偶联受体,它是维甲酸信号通路的靶基因。特别的是,GPRC5A仅在肺组织中表达,在其它组织中基本不表达或表达很低。Gprc5a-ko小鼠会发生自发性肺腺癌,这是一种比较接近人肺癌的动物模型。基于这个模型,我们进行了系统研究,并取得了如下几个方面的进展 1)NF-kB信号通路在Gprc5a-ko小鼠肺癌发生过程中起到重要作用。通过SPC-SR-IkBs/Gprc5a-ko杂交小鼠,即特异性阻断肺上皮细胞中NF-kB的通路,该小鼠肺癌的发生被延迟了6个月,这接近小鼠的1/4寿命。2)Gprc5a基因的缺失导致小鼠肺组织对LPS诱发的炎症异常敏感。小剂量LPS对野生型小鼠肺组织的作用微乎其微,但却可诱发Gprc5a-ko小鼠肺组织一定程度的肺水肿、肺损伤。3)GPRC5A对TLR和IL-1?通路有负调节功能。Gprc5a基因缺失可使小鼠肺上皮细胞对LPS和Il-1?异常敏感。GPRC5A与这两条通路的共同介导物MyD88有相互作用。这很可能是Gprc5a-ko小鼠肺组织对炎症信号敏感的分子机理。4)Gprc5a基因缺失所致的EGFR信号通路激活,在肺癌发生过程中有重要作用。GPRC5A与EGFR有相互结合并相互作用。GPRC5A的缺失可导致EGFR信号通路的异常性激活。而后者的异常性激活又可导致Stat3和NF-kB信号通路的激活。5)Gprc5a基因缺失可导致肺组织中EGFR和Stat3信号通路的激活,重要的是其发生在肺末端支气管的II型始祖细胞之中。这对研究肺癌的起源意义重大,因为肺癌细胞起源于肺II型细胞。6)用EGFR抑制药物Erlotinib可以抑制Gprc5a-ko小鼠肺组织中EGFR、Stat3的信号蛋白。这说明,Gprc5a缺失所致的EGFR活化是STAT3信号通路激活的主要原因。7)慢性炎症或持续性NF-kB的激活可以抑制GPRC5A的表达。在临床肺癌、慢阻肺样品中,GPRC5A和NFkB的表达呈方向关系。在体内,持续性LPS可抑制小鼠肺组织Gprc5a的表达。在细胞水平,TNF对GPRC5A的表达有抑制作用。TNF的作用有赖于NF-kB,高表达NF-kB可抑制GPRC5A。有意思的是,NF-kB对GPRC5A的抑制作用并不依赖于其转录活性。目前,本研究中的许多重要突破性发现还在继续研究之中。