第二批济南“泉城学者”建设工程课题

1、第二批济南“泉城学者”建设工程课题HIF-1/DEC1/STAT在胃癌发生发展中的作用及其治疗靶点的研究招 标 书济南“泉城学者”建设工程领导小组办公室二O O 八年十月一 课题名称HIF-1/DEC1/STAT在胃癌发生发展中的作用及其治疗靶点的研究二招标单位济南“泉城学者”建设工程领导小组办公室三课题提出单位济南市中心医院四招标方式公开招标五课题的目标、主要研究内容和可行性分析1 课题背景胃癌是一种多基因多因素的异质性疾病，是全球常见类型恶性肿瘤，其发生发展机制一直是生命科学研究的热点问题。肿瘤相关基因或特异基因表达水平的变化及表达产物的生物学活性失衡可导致肿瘤的发生发展或转移。作为控制基

2、因表达的关键因素之一，很多肿瘤的发生发展与转录因子的异常改变有关。因而转录因子的功能及其自身表达调控的重要性是显而易见的。因此，从胃癌发生发展的分子网络入手，研究其调控机制，寻找其干预位点和复发转移的分子标记，并为胃癌复发转移预测与干预策略提供依据，这是目前国内外肿瘤发生发展或转移机制研究的热点和难点。DEC1（Differentiated embryo-chondrocyte expressed gene 1）是一个生长发育相关基因，属于bHLH 类转录因子家族。近年来发现DEC1与肿瘤的发生发展密切相关，在肿瘤细胞的增殖、凋亡和细胞分化中起着重要的作用。且与肿瘤组织的低氧状态密切相关，是一

3、种缺氧诱导基因。但相关研究尚处于起步阶段，仅发现其在部分肿瘤组织及肿瘤细胞系中存在高表达，如乳腺癌、结肠癌、肺癌等，且作用起机尚不明确。DEC1在胃癌中的表达及其与胃癌发生发展的关系，国内外亦尚未有研究涉及。本课题在前期研究的基础上，提出了HIF-1/DEC1/STAT双向调节作用的环形信号通路假说。HIF-1/DEC1/STAT在细胞内形成一个双向恶性调节环路，这可能是肿瘤发生、发展的机制之一，但尚需实验研究证实。2 课题目标在胃癌发生发展的分子网络中，发现调控其增殖和转移的关键机制和主要靶点，证明主要靶点的作用机制和干预治疗的有效性。同时筛选出有效的复发转移的分子标记，并取得一定的临床验证

4、结果。（1）、探讨缺氧增强HIF-1表达对DEC1及的STATs调节作用并阐明HIF-1调节STATs表达的分子机制；（2）、探讨DEC1表达水平改变对HIF-1及STATs的表达的影响并阐明其分子机制；（3）、探讨STATs表达水平改变对HIF-1及DEC1的表达的影响并阐明其分子机制；（4）、探讨转染和敲除DEC1和STATs基因后，蛋白质组表达水平，寻找标志分子（基因和蛋白）（5）、胃癌病理样本的分子成像最终阐明DEC1及HIF-1/DEC1/STAT信号通路在胃癌发生发展中的作用，为胃癌诊断和治疗靶点研究奠定基础。3 课题内容作为一个转录因子，DEC1自身的表达调控及转录调节的下游分子

5、仍不十分清楚，本课题在前人研究基础上，结合生物信息学技术分析，认为DEC1与另外二个在肿瘤发生发展中具有重要作用的转录因子：HIF-1和STAT关系密切，三者之间存在相互调节作用，由此提出HIF-1/DEC1/STAT双向调节作用的环形信号通路假说（见下图，假说想像图），在该通路中，一旦缺氧通过HIF1诱导DEC1表达增强，就启动了环路的表达调控，信号将逐渐放大并持续存在，即使除去诱因，信号表达与活化也将继续下去发挥促进肿瘤发生发展的作用。因此DEC1可能是控制肿瘤发生发展的关键靶点之一，研究DEC1及其在HIF-1/DEC1/STAT信号通路中的作用将对探索恶性肿瘤发生发展机制及肿瘤的有效治

6、疗、预防有特别重要的现实意义。同时筛选出用于诊断和预后分析的分子标志。 HIF-1/DEC1/STAT双向调节作用的环形信号通路假说想像图HIF-1通过HRE元件（缺氧诱导元件，存在于DEC1基因的启动子区）促进DEC1的表达；DEC1作为转录因子与STAT启动子区G-box元件结合，促进STAT表达；STAT3通过上调Akt1表达而增强HIF-1的转录；STAT3通过抑制P53的表达，而促进HIF-1的转录及蛋白稳定性；DEC1通过作用于HIF-1启动子区G-box，促进HIF-1表达；HIF-1作为转录因子与STAT启动子区n-E-box结合，使STAT表达上调；STAT与DEC1启动子区

7、细胞因子依赖的STATs结合位点结合，而增强DEC1的表达。DEC1通过与辅阻遏物HDAC1（histone deacetylase, 组蛋白脱乙酰基酶）的相互作用，发挥负性自身调控作用。4 可行性分析本课题组长期致力于肿瘤分子生物学、细胞生物学研究；熟悉该领域的研究基础及发展动态，并已发表多篇论文，其中SCI收录文章16篇；项目组成员均为专门从事基础医学科研工作的博士、硕士及研究生导师；熟练掌握实验所必需的RNAi技术、分子克隆、细胞转染等相关分子生物学及细胞生物学实验技术；已在胃癌中深入开展相关研究：利用RNAi技术成功抑制胃癌细胞株的AFP表达，并发表相关文章6篇，获得相应发明专利2项；

8、已完成不同胃癌细胞株及组织中DEC1、HIF-1、STAT3、STAT5A及STAT5B的mRNA和蛋白表达水平分析,DEC1真核表达载体的构建与表达，以及miRNA分子设计和相关生物信息学分析工作。并开发出一套用于肿瘤诊断的基因芯片产品，利用蛋白芯片技术进行肿瘤筛查的工作临床应用已达5年。综上所述，本课题的顺利实施具有坚实的理论和实践基础。发明专利1：靶向肝癌AFP基因的siRNAs表达载体及其方法与用途，发明专利号：2003101146114 已授权。发明专利2：胃癌靶向AFP基因的siRNAs表达载体的构建、筛选及其用途，发明专利号：200610069659.8 复审中。发明专利3：一种

9、细胞因子基因型检测芯片及其用途，发明专利号：200410036479.0已授权。5 拟解决的关键问题（1）、研究DEC1对HIF-1及STAT(3，5)的调节作用，是否通过启动子区G-box发挥作用，探讨DEC1调节HIF-1及STATs表达的机制；（2）、研究STAT5对HIF-1有调节作用，探讨STAT5是否与STAT3一样调节HIF-1的表达；（3）、HIF-1对STAT(3，5)的调节作用如何，是否通过启动子区n-E-box发挥作用。探讨HIF-1调节STATs表达的机制；（4）、转染和敲除DEC1和STATs基因后，蛋白质组表达水平，不同类型肿瘤细胞蛋白质组差异表达水平，寻找标志分子

10、（基因和蛋白）用于临床诊断；（5）、筛查定位于肿瘤内部及其侵入性表面上的特异性蛋白质，取代显微镜图片分析的胃癌病理样本的分子成像诊断本课题计划就4和5部分进行招标6 课题计划投入经费支出预算合计216万元1） 设备费：100万元，由投标方购置2） 研究费用：100万元，其中50万元招标3） 相关业务费：16万元六对投标单位的相关要求1 对对投标单位和课题主持人的条件的要求对投标单位的条件要求：1）具有独立法人资格，包括非公有制企业在内的科研院所、高等院校、事业单位等，均可单独或联合申报；2）具有承担相应省部级以上科研课题的综合能力，相关课题的研究达到国内先进或国内领先水平；3）具有完善的研究条

11、件，较高的学术研究水平和一定的产品研发能力4）有专门的科研管理部门，独立核算，并保证资金及时到位5）课题的联合申报原则上不超过3个法人单位参加。对课题主持人的条件要求：1）课题申报人应是课题的实际负责人；2）具有高级以上技术职称的在职人员，年龄原则上不超过57周岁（1951年9月以后出生）3）有主持省部级以上科研课题的研究经验和良好的科研道德，对国内外有关最新科技动态有较全面的了解，具有较高的学术水平；4）申报人用于本课题研究时间的不少于本人工作时间的50%，5）申报人在申报时，不得弄虚作假，违背科学道德。2课题计划进度及要求内容2009年：不同类型肿瘤细胞蛋白质组差异表达水平，筛查定位于肿瘤内部及其侵入性表面上的特异性蛋白质，可取代显微镜图片分析的胃癌病理样本的分子成像