FGFR1调控FGFR1扩增型肺癌增殖、上皮间质转化和转移的机制研究

发布时间：2020-10-27 09:59

　　 引言和目的上皮间质转化(Epithelial-mesenchymal transition,EMT)是肿瘤转移、耐药和肿瘤干细胞形成的重要步骤。成纤维细胞生长因子受体1(Fibroblast growth factor receptor 1,FGFR1)的激活促进前列腺癌和乳癌的EMT和转移,但在肺癌中的作用和机制尚不清楚。本文目的是研究FGFR1的激活是否以及怎样促进FGFR1扩增型肺癌的EMT和转移,阐明FGFR1促进FGFR1扩增型肺癌EMT和转移的分子机制,并探究该机制在肺癌FGFR1靶向治疗中的临床意义。方法首先,我们分别采用FGFR1的配体成纤维细胞生长因子2(Fibroblast growth factor2,FGF2)和短干扰RNAs(Short interfering RNAs,siRNAs)在FGFR1扩增型肺癌细胞系中激活和抑制FGFR1,运用CCK8、Western blot、qPCR、划痕实验、Transwell迁移侵袭实验、免疫荧光染色等方法,鉴定细胞增殖、EMT、迁移侵袭等能力是否变化,并探究此过程的分子信号通路。其次,我们运用MEK/ERK抑制剂AZD6244和持续自主磷酸化突变体ERK2_R67S质粒和慢病毒,体内体外研究FGFR1激活后是否通过下游ERK1/2的磷酸化调控Y染色体性别决定区相关HMG盒蛋白2(Sry(Sex determining region of Y chromosome)-related HMG box 2,SOX2)的表达。再次,我们运用慢病毒转染的方法构建SOX2过表达和沉默的稳转细胞株,研究FGFR1是否通过SOX2促进增殖、EMT和转移。进一步,运用FGFR1扩增型肺癌细胞系、及SOX2过表达的稳转FGFR1扩增型细胞株和免疫缺陷小鼠构建皮下和原位肺癌移植瘤模型,给予FGFR1抑制剂AZD4547,观察体内抑制FGFR1信号通路对肿瘤生长、SOX2表达、EMT和肿瘤转移的影响,以及体内验证SOX2在FGFR1扩增型肺癌的增殖、EMT、转移中的重要作用。最后,我们分析了肺癌患者数据库中FGFR1和SOX2过表达对临床预后的影响。结果FGFR1的激活促进FGFR1扩增型肺癌细胞系H1581和DMS114的增殖、EMT和迁移侵袭,而抑制FGFR1可抑制这些过程。FGFR1激活后通过下游ERK1/2的磷酸化上调SOX2的表达,并且持续自主磷酸化突变体ERK2_R67S质粒上调SOX2的作用不被FGFR1抑制剂AZD4547或MEK/ERK抑制剂AZD6244抑制。ERK2_R67S慢病毒稳转细胞株在体内同样促进SOX2表达。过表达SOX2体内体外均可促进细胞增殖、EMT、迁移侵袭和转移,并且不被FGFR1抑制剂AZD4547抑制;相反,SOX2沉默的稳转细胞株中激活FGFR1不能促进这些过程。重要的是,在SOX2沉默的稳转细胞株中,激活FGFR1不能促进这些过程。在皮下和原位肺癌移植瘤模型中,抑制FGFR1抑制肿瘤生长、SOX2表达、EMT和肿瘤转移。肺癌患者中,高表达FGFR1与高表达SOX2正相关,并均与生存期短相关。讨论和结论本研究新发现了FGFR1的激活通过下游ERK1/2的磷酸化上调SOX2的表达,并在体外和体内证实FGFR1-ERK1/2-SOX2轴促进FGFR1扩增型肺癌的增殖、EMT和转移。该研究对FGFR1靶向治疗具有重要临床意义。
【学位单位】：上海交通大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2018
【中图分类】：R734.2
【部分图文】：

不同组织病理类型肺癌的主要基因改变及频率对比。基因名颜色：红色 扩增，蓝色 变。圈的大小表示基因改变的频率。AD 腺癌，CA 类癌，LC 大细胞癌，SCLC 小细癌。（选自 The Clinical Lung Cancer Genome Project (CLCGP) and Network Genomic M). A genomics-based classification of human lung tumors. Sci Transl Med 2013;5:209ra153e 1. Frequencies of significant genomic alterations are given per gene per histological sus of gene names are encoded as follows: red, amplified; blue, deleted; and black, mutated. Frrations correspond to circle size. AD adenocarcinoma, CA carcinoid carcinoma, LC large ceoma, SCLC small cell lung cancer, SQ squamous cell carcinoma.2010 年，FGFR1 扩增型肺癌由 Weiss 等首次报道，在非小细胞肺癌中，采态性（Single nucleotide polymorphism，SNP）分析和荧光原位杂交（Fluorybridization，FISH）验证，FGFR1 扩增与吸烟和肺鳞癌相关，肺鳞癌 FG，肺腺癌 FGFR1 扩增 1.3%。29后续大量肺癌中 FGFR1 扩增比例及其与肺

2.EMT 表型的细胞事件。a.EMT 中细胞首先发生的改变是上皮细胞间细胞连接的解除、细胞极消失，上皮基因表达受抑制，同时间质基因表达被激活。b.EMT 中细胞接下来发生上皮肌动蛋白，获得迁移和侵袭能力。间质上皮转化（Mesenchymal-epithelial transition，MET）是 EMT 的反。（选自 Lamouille S, Xu J, Derynck R. Molecular mechanisms of epithelial-mesenchymal transition. ev Mol Cell Biol 2014;15:178-196.）igure 2. Cellular events during EMT phenotype. a. The first steps of EMT are the disassembly of epithell-cell contacts, and the loss of cell polarity. The expression of epithelial genes is repressed, concomitaith the activation of mesenchymal gene expression. b. Next, the epithelial actin architecture reorganizes, lls acquire motility and invasive capacities. The process of mesenchymal–epithelial transition (MET) enae cells that have undergone EMT to revert to the epithelial state.最后，肿瘤 EMT 的结局功能十分重要。肿瘤 EMT 对肿瘤细胞造成的结局和功能涉及肿瘤生物学行为的很多关键方面，包括肿瘤转移、肿瘤干细胞形成、肿瘤耐药

上海交通大学博士学位论文疫逃逸等。43-47最为著名的，乳腺正常上皮细胞和肿瘤细胞，诱导发生 EMT 之后均得干细胞表型，肺癌细胞中也观察到此现象。48-50因此，EMT 发生于肿瘤发生演进个环节，研究肿瘤 EMT 需结合肿瘤发生发展所处的阶段，密切联系肿瘤的生物学，作为探究肿瘤整体特性的一个途径。51, 52由于肿瘤 EMT 对于肿瘤发生发展的重要，一些抗肿瘤 EMT 的治疗也正处于研究阶段。43, 53
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本文编号：2858369