细胞色素P450 4Z1在肿瘤生长和血管生成中的作用及分子机制

研究肿瘤发生、发展的分子机制，寻找分子靶点和标志物是当今肿瘤治疗研究的热点。CYP4Z1是一种国外新近鉴定的CYP4家族成员，在乳腺癌和卵巢癌组织中过表达并与临床病理分级和不良预后高度相关。然而，它在肿瘤进展中的确切作用及机制尚未明确。本项目是在我们发现CYP4Z1在人肺癌和乳腺癌组织过表达的基础上，利用现有的基因和蛋白组学技术平台，通过诱发性肺癌模型动态研究CYP4Z1及花生四烯酸ω-羟化代谢产物20-HETE与肿瘤增殖、凋亡和血管生成的关系。本项目在国内外首次研究表明在诱发性肺癌模型中CYP4Z1表达水平可随病理学类型的进展（支气管黏膜上皮增生→鳞状化生→不典型增生→原位癌→浸润癌）逐渐增加，且与肿瘤细胞凋亡和血管生成指标密切相关；随后在体外实验中采用CYP4Z1转染或孕酮诱导CYP4Z1过表达研究CYP4Z1在肿瘤细胞生长和血管生成中的作用，结果表明CYP4Z1转染或孕酮诱导CYP4Z1过表达不仅对人A549肺腺癌细胞系、U251神经胶质瘤细胞系、MCF-7乳腺癌细胞系和SKOV-3卵巢癌细胞系等肿瘤细胞的体外增殖具有促进作用，而且可显著促进人脐静脉血管内皮细胞（HUVEC）增殖、迁移和小管形成，对鸡胚尿囊膜血管生成和斑马鱼血管生成也具有促进作用。本项目首次发现CYP4Z1具有促肿瘤血管生成活性，其机制与调节饱和脂肪酸（月桂酸、肉豆蔻酸）和不饱和脂肪酸（花生四烯酸）代谢有关。CYP4Z1过表达可通过增加20-HETE产生激活PI3K/Akt和ERK1/2信号通路诱导VEGF和MMP-9表达从而促进肿瘤生长和血管生成。本项目还采用T47D乳腺癌和A549肺癌裸鼠移植瘤模型进一步研究表明CYP4Z1在肿瘤生长和血管生成中起重要作用。因此，本项目主要从CYP4Z1过表达→20-HETE生成→ERK1/2和PI3K/Akt激活→VEGF-A和TIMP-2表达→肿瘤生长和血管生成角度首次阐明CYP4Z1的生物学功能，并确定CYP4Z1可能是肿瘤治疗的新靶点。CYP4酶抑制剂（HET0016）及其代谢产物20-HETE拮抗剂（WIT002）可显著抑制肿瘤生长和血管生成，可能是肿瘤治疗的候选药物，因而本项目具有重要的理论意义和临床应用价值。