论文摘要
肿瘤转移是癌症病人死亡的主要原因。肿瘤转移过程由几个独立的步骤组成,包括肿瘤细胞从原发灶脱离,侵袭周围组织进入血管内皮或淋巴管（循环系统）,最后,外侵进入新的宿主环境中,黏附并再侵袭、增殖成为一个转移瘤。大量研究显示,在肿瘤转移的多步骤过程中,许多信号分子被激活并发生相互作用,形成复杂的信号网络。研究和破解控制肿瘤转移的信号网络和关键调节机制,阻止肿瘤转移,是提高肿瘤治疗效果的根本所在,也是当前国内外肿瘤学家企图攻克的最主要的屏障。JWA属于广谱的环境应答基因,参与多种氧化应激因素诱导的DNA碱基切除修复。近期我们的研究发现,JWA能够通过MAPK信号通路调节微丝的解聚和重组,从而抑制肿瘤细胞的迁移;而在经典的B16-F10细胞（小鼠黑素瘤细胞）经小鼠尾静脉注射后肺转移模型中,JWA敲减的细胞在小鼠体内转移能力明显高于JWA表达正常的细胞,进一步研究发现JWA是通过核转录因子Spl调节integrinαvβ3信号通路而影响肿瘤细胞的转移潜能。通过针对一系列肿瘤细胞的研究,我们基本确定JWA具有抑癌基因的功能,但是这些实验都是基于体外调节细胞中JWA表达来研究其生物学效应的。为从整体动物水平研究JWA在肿瘤发生发展中的作用,我们构建了条件性剔除JWA基因第二外显子（JWA△2/A2）的小鼠,在此基础上建立了 B16-F10细胞主动转移（足垫转移）/被动转移（静脉转移）模型。结果发现JWA△2/A2小鼠肿瘤转移能力均显著高于野生型小鼠。通过高通量策略分析显示,大部分NF-κB的靶基因在JWA基因剔除后是上调的;进一步利用软件分析发现,一系列转录因子的活性在JWA剔除小鼠体内发生改变,而NF-κB p65可能在其中起着重要作用。鉴于p65与肿瘤转移之间的密切联系,我们通过繁殖筛选获得JWA及p65双杂合（JWA+/△2p65+/）子代,再次复制肿瘤转移模型。结果发现,p65基因缺失显著改善了因JWA剔除引起的转移表型。进一步的机制研究证实,趋化因子受体CXCR4的表达上调与JWA-NF-κB介导的肿瘤转移直接相关。继而我们在针对肿瘤细胞的相关研究中也发现了存在相同的机制,表明了 JWA-NF-κB-CXCR4调节轴的普遍意义。目的:探讨JWA在整体动物（宿主）水平上影响肿瘤转移的机制,发现受JWA调节的关键节点分子,为更加深入的了解JWA的功能提供新的科学依据。方法:采用经典的小鼠肿瘤转移模型,观察JWA剔除后肿瘤的转移情况;采用基因芯片技术等高通量手段分析JWA缺失对基因表达谱的影响;采用寡核苷酸依赖的转录因子活性分析技术分析JWA基因缺失对转录因子活性的影响,并通过EMSA等技术进行验证;继而繁殖鉴定JWA与NF-κB p65双杂合小鼠,再次复制肿瘤转移模型,观察p65缺失对于转移表型的逆转效果;进一步筛选验证受p65调控且影响转移的关键靶分子,并通过体外黏附实验等加以证实。最后,在肿瘤细胞中观察JWA对NF-κB的调控作用。最终,从整体及细胞水平确立JWA通过NF-κB信号通路调节肿瘤转移这一重要机制。结果:1.通过建立小鼠肿瘤主动及被动转移模型,发现JWA△2/A2小鼠肿瘤转移能力均显著高于野生型对照（JWA+/+）;2.借助高通量手段分析JWA剔除所致的基因表达变化。GSEA结果表明NF-κB转录因子下游基因在JWA剔除的小鼠组织及MEF细胞中富集。Leading edge分析显示大部分NF-κB的靶基因在JWA缺失后是上调的。OATFA分析发现一系列转录因子的活性在JWA基因缺失的小鼠组织中发生改变。进一步运用oPOSSUM分析发现在这些转录因子中,NF-κB p65可能起着重要作用;3.通过繁殖筛选获得JWA及p65双杂合（JWA+/△2p65+/）小鼠,再次复制肿瘤主动及被动转移模型。结果发现,p65的缺失显著逆转了由JWA剔除引起的转移表型;4.利用高通量结果进一步分析发现,JWA剔除后NF-κB的靶基因CXCR4表达显著上调。体内及体外的一系列实验均证实了 JWA通过抑制p65的活化负调控CXCR4的表达,而CXCR4在受JWA调控的肿瘤转移过程中起着重要靶分子的作用;5.进而我们发现,JWA对NF-κB的负调控作用不仅存在于整体动物水平上,在肿瘤细胞中,JWA亦可通过IKKβ途径影响p65的活化。JWA-NF-KB-CXCR4轴具有普遍的调节作用。结论:总而言之,JWA基因剔除明显促进了肿瘤转移,而NF-κB的活化在其中起着关键的中介作用。并且,JWA对NF-κB的调节效应具有普遍意义。本研究结果为更加完整的阐明JWA基因的生物学功能提供了新的重要的科学依据,而JWA-NF-KB-CXCR4轴有可能成为未来临床肿瘤治疗的潜在靶标。
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