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LMCD1通过调节同源重组修复介导高基质硬度引起的结肠癌5-FU耐药的机制研究

批准号:
82102731
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
周锐
依托单位:
学科分类:
肿瘤化学药物治疗
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
周锐

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
耐药是5-FU化疗失败主因,触发机制有待完善。基质硬度在肿瘤恶性进程中的作用渐受重视,然而,尚无研究涉及其对结肠癌细胞5-FU敏感性的影响。预试验表明:高基质硬度可增强结肠癌细胞同源重组(HR)修复并抑制5-FU细胞毒性。运用文库筛选,我们挖掘出LMCD1这一功能未知的LIM家族蛋白,其表达被高基质硬度上调,沉默LMCD1可抑制HR修复并增强5-FU敏感性。分子机制上,沉默LMCD1可抑制NF-κB激活,而5-FU可触发LMCD1 与NEMO互作,后者的泛素化及出核是DNA损伤激活NF-κB的必要条件之一。综上,我们推测:LMCD1是连接基质硬度机械信号与结肠癌细胞5-FU耐药的桥梁分子,其表达丰度上调及与NEMO互作是高基质硬度下结肠癌细胞HR修复能力增强的机制之一。本项目将通过临床样本分析及体内外实验验证上述假设,以期从机械力学视角为结肠癌化疗增敏提供分子生物学依据与潜在的治疗靶点
英文摘要
Drug resistance accounts for most 5-FU chemotherapy failures, while its modulatory mechanism still remains unclear. The extracellular matrix stiffness has gained much focus for its role in tumor progression. However, the effects of matrix stiffness on chemosensitivity towards 5-FU in colon cancer cells has not yet been reported. Preliminary experiments indicated that high matrix stiffness enhanced the repair of homologous recombination (HR) and inhibited the cytotoxicity of 5-FU. Using CRISPR activation pooled library screening, we found that LMCD1, a LIM family protein with unknown function, was up-regulated by high matrix stiffness. Silencing of LMCD1 inhibited HR repair and enhanced 5-FU sensitivity. Molecularly, silencing of LMCD1 inhibited the activation of NF-κB transcription factor signaling, while 5-FU triggered the interaction between LMCD1 and NEMO. The ubiquitination and nuclear export of NEMO protein have been demonstrated as a key step for linking DNA damage to NF-κB activation. Collectively, we speculated that LMCD1 was one of the mediators for 5-FU resistance of colon cancer cells triggered by mechanical signals from high matrix stiffness. The upregulation of LMCD1 expression abundance and the interaction between LMCD1 and NEMO might both be key mechanisms for enhanced HR repair efficiency of colon cancer cells raised on substrates with higher stiffness. This project will verify the above hypothesis through clinical sample analysis, in vivo and in vitro experiments, in order to provide molecular biological evidence and potential therapeutic targets for the chemosensitization of colon cancer from the perspective of tumor mechanical environment.
以5-FU为基础的化疗依旧是当前结肠癌患者主要的治疗手段,而细胞耐药是降低5-FU疗效,导致化疗失败的重要原因。迄今,影响化疗敏感性的机制仍未探明。本项目中,我们围绕肠癌5-FU化疗敏感性的影响因素,通过临床数据分析、细胞模型以及动物模型进行系列研究:.1)我们利用公共数据库数据、In house临床标本数据及体内外模型揭示了肿瘤微环境分型、组蛋白修饰基因表达分型、分泌细胞标签基因表达分型以及SLC家族基因表达模型等与肠癌患者5-FU辅助化疗获益间的显著关联,并发现耐药表型均共同表现出基质细胞的特征基因的高丰度表达及基质通路的高度激活这一共性。同时,通过CRISPR激活和沉默文库筛选,我们揭示了GPX3及ZEB2是引起特定耐药亚型肠癌患者对5-FU抵抗的核心关键分子。.2)通过将多种类型的肠癌细胞培养于高(100Kpa)及低硬度(0Kpa)水凝胶基底进行多种临床常用药物的敏感性鉴定发现,仅5-FU的药物敏感性受基质硬度的调控。进一步通过转录组测序以及体外模型,我们证实抑制铁死亡敏感性是高基质硬度引起肠癌细胞抵抗5-FU药物的根本因素;而高基质硬度引起的NFE2L2上调是肠癌细胞抗铁死亡的分子机制。.3)我们基于Fe3O4 /Gd2O3复合纳米粒子开发了新型纳米材料命名为FG-STR。该材料将铁死亡诱导剂索拉菲尼、anti-TGFβ抗体以及精氨酸/甘氨酸/天冬氨酸二聚体引入Fe3O4 /Gd2O3杂化纳米粒子中。这样构建的材料同时具有“MRI可视化”、“诱导铁死亡”、“改造肿瘤微环境”、“肿瘤细胞靶向性”等多重特征。基于此材料,我们首次提出了“MRI可视化作为向导的铁死亡诱导及肿瘤微环境加热协同疗法”理念。.综上,本项目从多个视角揭示了引起肠癌细胞5-FU药物抵抗的相关因素和背后的分子机制,也为肠癌患者的5-FU化疗增敏提供潜在的干预途径。
丁酰化PAI-RBP1通过STAT3-OPA1信号轴 触发线粒体融合介导高基质硬度引起的 肠癌细胞西妥昔单抗药物抵抗的机制研 究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    10.0万元
  • 批准年份:
    2025
  • 负责人:
    周锐
  • 依托单位:
LMCD1-GNL3L轴增强同源重组修复介导肝星状细胞引起的结肠癌肝转移化疗抵抗的机制研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    10.0万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    周锐
  • 依托单位:
国内基金
海外基金