癌症已经成为世界上最难攻克的一个严重问题,是全球公共卫生问题。前列腺癌是老年男性最常见的恶性肿瘤,已严重威胁男性的生殖健康。雄激素-雄激素受体(AR)相关的信号通路被普遍认为是前列腺癌发生发展的核心信号。在前列腺癌发展过程中,特别是在激素非依赖性前列腺癌的恶性转化过程中,伴随着AR信号的异常活化。主要表现在两方面:一方面是AR突变引起对低水平雄激素的超敏感现象,引发通路活化,促进前列腺细胞恶性增殖;另一方面由于AR共调控因子的异常表达,或者由于共调控因子与AR协同作用放大AR信号,或者不通过AR而直接激活AR下游基因(bypass),从而促使前列腺癌细胞恶性增殖。所以,寻找和发现新型AR共调控因子是揭示前列腺癌恶性转化和发展的关键。hzimp7,是一种新型的AR共转录激活因子。hzimp7具有与PIAS家族高度同源的MIZ结构域,因此也被定义为PIAS类似蛋白(ZIMZ 2)。目前针对这一新型蛋白功能的研究仍旧很局限,hzimp7在肿瘤中的表达及其意义尚未有解释,hzimp7在肿瘤关联信号中的调控作用也未见报道。但是,已有研究结果表明,hzimp7有以下特性,hzimp7在生殖系统高表达,表现为在睾丸组织中最为丰富,在前列腺,心,脑,胰腺和卵巢中也具有较高的表达水平,而在其他组织中表达较少或者不表达。另外,hzimp7作为AR的作用蛋白调控并放大AR信号。而且,hzimp7作为PIAS家族的新成员与PIAS3协同调控AR的转录活性,激活AR下游基因PSA启动子的转录。这些结果提示hzimp7作为AR共转录激活因子的重要意义。然而,hzimp7在前列腺癌组织中的表达情况和其与肿瘤的关联还完全不清楚,而且,hzimp7基因与前列腺细胞增殖能力的直接关联也未见报道。特别是hzimp7在肿瘤核心增殖信号通路的调控作用需要阐明。因此,本项目对上述问题进行了系统研究。在组织学水平上,对前列腺癌和乳腺癌的高通量组织芯片进行hzimp7染色,以揭示了hzimp7的表达情况与肿瘤恶性程度的关联,对53例临床前列腺癌患者进行了Kaplan-meier生存分析,以阐明hzimp7表达情况与前列腺癌预后的关联。在细胞学水平上,对hzimp7基因与前列腺细胞增殖能力的关联和hzimp7对肿瘤核心增殖信号STAT3信号的调控机制进行了研究,以阐述hzimp7在细胞增殖过程中的生理意义。首先,我们在代表性的激素关联肿瘤前列腺癌和乳腺癌中,利用组织芯片检测hzimp7的表达水平,并研究其与肿瘤恶性程度的关联。对前列腺癌组织芯片中3例正常前列腺组织和31例前列腺癌组织染色发现,在正常前列腺组织中,hzimp7仅在胞浆内有少量表达,核内鲜见表达,而在前列腺癌组织中hzimp7的表达水平较正常组织中明显增高,在胞核和胞浆中的表达均增强,且伴随着前列腺癌恶性程度的增高,hzimp7的表达增强。对4例正常乳腺组织和和29例乳腺癌标本的染色结果,与前列腺癌一致,hzimp7在乳腺癌组织中高表达,且伴随乳腺癌恶化,hzimp7表达增加。这些都提示了hzimp7在肿瘤进展过程中的重要意义。然后,我们探究了hzimp7的表达水平与前列腺癌预后的关系。对53例生存信息完整的前列腺癌患者,以hzimp7的表达水平为分组依据,Kaplan-Meier生存分析法进行10年生存率分析。我们发现在hzimp7低表达组10年生存率为65%,而在hzimp7高表达组10年生存率仅为24.2%,两组具有明显的统计学差别(P<0.01)。结果提示hzimp7是影响前列腺癌预后的危险因素,其表达水平越高,预后越差。接下来,我们在细胞学水平研究了hzimp7基因与前列腺细胞增殖能力的关联。MTT细胞生长情况实验和克隆形成实验证明,hzimp7能够促进前列腺癌细胞增殖,而利用hzimp7shRNA干涉后,细胞的增殖受到抑制,而且hzimp7对细胞增殖的调控具有剂量依赖性。这些结果提示了hzimp7能够增强前列腺癌细胞增殖能力。同时我们在研究中发现,在hzimp7促进细胞增殖的过程中,利用siRNA干涉STAT3基因后能够逆转hzimp7诱导的细胞增殖效应。这些结果提示了STAT3基因在hzimp7促进前列腺癌细胞增殖过程中的必要意义。STAT3基因是包括前列腺癌在内的多种肿瘤与增殖相关的核心信号之一。而且PIAS是STAT3信号的直接抑制因子,hzimp7作为PIAS家族的新成员,其与STAT3信号调控的关联尚不清楚。我们进一步系统的研究了hzimp7对STAT3信号的调控机制。荧光素酶报告实验证明,hzimp7能够激活STAT3下游信号的转录,且对hzimp7具有剂量依赖性。而且Western blot实验发现,hzimp7能够促进STAT3磷酸化活化,进而激活STAT3下游Cyclin-D1,Bcl-2等增殖相关蛋白的表达增强。通过免疫共沉降实验证明了,在前列腺癌细胞LNCaP中,STAT3与hzimp7能够相互作用形成复合物。由于hzimp7的同源蛋白hzimp10并不具有激活STAT3信号的作用,因此我们选择了与hzimp10差别最大的两段hzimp7结构域构建了GST-hzimp7的融合蛋白,并进行了结合STAT3的GST-pulldown实验,发现GST-hzimp7(740-850aa)蛋白区段是hzimp7直接结合STAT3的关键功能域。最后,我们分析了hzimp7对STAT3细胞内定位的影响。STAT3生理功能的发挥主要通过STAT3Y705磷酸化来实现。我们选用了三种不同活化形式的STAT3真核表达质粒分别是:STAT-WT(野生型),STAT-DN(失活型),STAT3-CA(激活型)。STAT-DN真核表达质粒是运用点突变技术将STAT-WT第705位的酪氨酸(Y)突变为苯丙氨酸(F),使表达的STAT3蛋白因失去磷酸化位点而无法被活化。STAT3-CA真核表达质粒是运用点突变技术在SH2域构建了一个半胱氨酸位点(C),相互接近的两个STAT3单体可以通过半胱氨酸形成二硫键,进而两个STAT3单体结合形成二聚体,这样即使不进行酪氨酸的磷酸化也可以达到STAT3持续活化的效果。荧光素酶报告实验证明,STAT3不同活化形式的表达质粒具有其相应的生理功能:野生型STAT3和激活型STAT3都能够激活STAT3下游信号转录,且hzimp7能够增强其对下游靶基因的激活效应;失活型STAT3失去了对STAT3下游信号的调节能力,此时hzimp7对STAT3信号的调控作用也被阻断。在STAT3发挥其生理功能的过程中,激活的STAT3必然发生由胞质向胞核的转移。通过免疫荧光实验我们研究了hzimp7在STAT3质核转移过程的作用。我们发现,在前列腺癌细胞LNCaP中,野生型STAT3原本定位于细胞质中,但是hzimp7的表达能够促使STAT3入核,与hzimp7共定位于细胞核内。而对于激活型STAT3,其本身定位于细胞核内,利用shRNA干涉hzimp7基因后,STAT3停留在细胞质内,提示hzimp7基因缺失后能够阻断激活型STAT3的入核过程。这些结果提示hzimp7促进STAT3的磷酸化激活和入核;而且活化型STAT3缺乏hzimp7的协同,将无法实现入核效应并发挥功能。这些结果强调了hzimp7对STAT3信号活化的必要意义。综上所述,我们从组织学水平阐述了新型转录调控因子hzimp7的表达水平与肿瘤的关联,及其与前列腺癌预后的关系,从细胞学水平揭示了hzimp7与前列腺癌细胞增殖能力的关联,及其对肿瘤核心增殖信号STAT3信号的调控机制和必要意义。hzimp7作为一种新型的调控因子,对其生理功能的深入研究揭示了hzimp7有可能是肿瘤发生和肿瘤诊断的新型标志物,也为hzimp7作为PIAS家族新成员提供新的功能依据。