《Neddylation和甲基化修饰在食管癌中的作用及靶点鉴定》

食管癌是危害中国人民群众健康的主要恶性肿瘤之一,食管鳞癌是其主要组织类型。深入研究食管鳞癌发病机制,探索新的分子靶点和靶向治疗技术对于食管癌防治具有重要意义。该项目正是围绕这一重大医学问题,从蛋白质Neddylation修饰、DNA甲基化修饰等调控水平揭示了食管鳞癌发病机制,鉴定了多个具有应用前景的抗食管鳞癌分子靶点,建立了多基因共表达、多基因共沉默以及人食管鳞癌裸鼠模型等技术平台,取得了一系列原创性成果。

1.首次揭示了类泛素化Neddylation修饰在食管鳞癌等肿瘤中的作用及靶向治疗价值。项目研究结果表明Neddylation修饰在食管鳞癌、肺癌等肿瘤中呈过度活化,且与病人生存期负相关。Neddylation修饰通过增强其底物E3泛素连接酶CRL的活性调控多个抑癌蛋白的降解,从而促进食管鳞癌等的发生发展。使用靶向药物MLN4924阻断Neddylation修饰诱导肿瘤细胞发生周期阻滞、凋亡和自噬,并显著抑制裸鼠体内人食管鳞癌移植瘤的增殖。详细的分子机制研究揭示阻断Neddylation修饰诱导肿瘤细胞发生ATF4–CHOP–DR5信号通路介导的外源性细胞凋亡。成果为靶向蛋白质Neddylation修饰在抗肿瘤治疗上的应用提供了重要前期基础。

2.揭示了食管鳞癌多个抑癌基因的高度甲基化状态,以及靶向DNA甲基转移酶的价值与意义。项目检测了食管鳞癌组织中HIC1、CDH1、RASSF1A、hMLH1、hMSH2、MGMT等抑癌基因的甲基化水平,研究结果表明其DNA甲基化状态改变与食管鳞癌疾病进程以及病人不良预后密切相关。DNA甲基化抑制剂5-Aza-CdR能在食管鳞癌细胞上逆转这些基因的甲基化状态,诱导其重新活化与表达,并抑制食管鳞癌细胞的增殖与转移。成果为基于靶向DNA甲基转移酶的抗食管鳞癌治疗提供了重要科学依据。

3.技术创新:建立了多基因共表达、多基因共沉默和人食管鳞癌裸鼠模型等技术,为针对多靶点的抗肿瘤靶向治疗提供了重要手段。该项目先后建立了基于“慢病毒载体-2A肽”的多基因共表达技术,能同时在细胞上高效表达四个外源基因。基于人工miRNA的多基因共沉默技术,可同时抑制多个基因的表达。同时,还建立了人食管鳞癌裸鼠原位瘤模型、皮下瘤模型和侵袭转移模型。这些技术创新为针对多靶点的抗肿瘤靶向治疗策略以及评价小分子靶向药物体内抗肿瘤活性提供了重要技术平台。

项目在食管鳞癌发病机制和防治领域取得一系列重要科技创新,先后在Clinical Cancer Research (IF: 10.2,一区)、Journal of the National Cancer Institute (IF: 12.5,一区)等国际学术期刊上发表SCI论文17篇,其中中科院一区2篇,总SCI被引347次。成果被Nature Reviews Drug Discovery、Nature Communications、Nature Protocols、Gastroenterology等知名期刊引用。成果于2015年在美国费城召开的美国癌症研究学会年会上进行了交流,并在省内多家单位推广应用,取得良好的社会效益。成果对于进一步明确食管鳞癌发病机制、探索食管鳞癌多靶点靶向治疗具有重要意义。项目组先后获得国家自然科学基金4项,教育部新世纪优秀人才1项、河南省高校科技创新人才计划2项。指导大学生获得“挑战杯”学术科技作品竞赛省级特等奖1次、二等奖2次,4人获得国家奖学金,1人获得省级优秀毕业生。项目第一完成人获得河南省高校青年骨干教师和河南省教育厅学术技术带头人等荣誉称号。

成果说明

(1)成果推广与应用 本项目的成果在省内多家单位得到了推广与应用,主要应用单位包括郑州科邦生物科技有限公司、郑州科兴生物科技有限公司、河南省肿瘤医院、新乡医学院第三附属医院等:①郑州科邦生物科技有限公司采用本成果中“基于慢病毒载体-2A肽动物细胞多基因共表达系统”为多位客户建立多基因共表达稳定传代细胞系,结果表明使用该技术能在较短时间内建立多基因共表达稳定传代细胞系,表达的蛋白具备生物学活性,提高了稳定细胞系建立的效率。该公司认为本成果是多基因共表达的优良技术平台。②郑州科兴生物科技有限公司采用本成果中

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