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HER2/neu是表皮生长因子受体家族(EGFR)的第二位成员,EGFR家族,也称为HER或ErbB家族,在细胞信号转导中发挥重要作用,是细胞生长、分化和存活的重要调节者。人HER2/neu基因定位于17号染色体长臂,表达产物为分子量185 kD的单链跨膜糖蛋白,即p185,其含有1255个氨基酸残基,细胞内段具有酪氨酸蛋白激酶活性。HER2/neu通过多种细胞内分子参与信号转导,其主要下游分子包括丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)、磷脂酰肌醇-3激酶(PI3K)、C-Src、Shc及Grb2等。作为表皮生长因子家族的一个成员,HER2在肿瘤发生与转移中发挥着重要的作用。在胃癌患者中发现HER2基因扩增率为10.1%-19.3%,HER2蛋白过表达率达到10%-45%。在胃癌中HER2的上调通常伴随着转移率的增加。目前,以HER家族成员为治疗靶点的药物已经上市,其中最为著名的是人源化的抗HER2单克隆抗体——Herceptin(trastuzumab,曲妥珠单抗),它通过下调HER2以及通过抗体依赖细胞介导的细胞毒作用(ADCC)等途径抑制肿瘤生长,然而对于HER2阳性乳腺癌来说,单用Herceptin的临床有效率仅仅能够达到30%,而且用后一年大多数患者出现耐药,其机制未被充分阐明。本研究构建了针对癌基因HER2的siRNA表达载体,分别命名为pcDNA3- sihe1和pcDNA3-sihe2,并将其转染人胃癌细胞系SGC-7901和MKN-45,通过RT-PCR、Western blot蛋白印迹等方法检测HER2的表达变化,我们观察到在干涉组细胞中不仅HER2的mRNA水平和蛋白表达水平下降,而且迁移和侵袭能力以及集落形成能力也显著降低。CXCR4是一个与肿瘤转移密切相关的分子。基因芯片、半定量RT-PCR、实时定量PCR结果均显示干涉HER2后CXCR4转录水平被下调,并通过HER2对CXCR4启动子活性的影响分析,发现HER2对于CXCR4的诱导不是通过增强其启动子活性这一机制来实现的,而是通过下调miR-139的表达来实现的。本研究结果显示,CD44可以通过胞内结构域中的第295位半胱氨酸形成二硫键直接结合于HER2并协助其下调miR-139,后者可以通过结合于CXCR4 mRNA的3’UTR区从而抑制CXCR4表达。HER2与CD44协作通过表观遗传学的机制,在miR-139启动子的基因组区域发生组蛋白去乙酰化从而下调miR-139的表达。而这个去乙酰化的发生是由于MTA1表达上调,并在调节性染色体区域募集HDACs以及随后的NuRD复合物的装配引发的,此外我们观察到,HER2的磷酸化以及其与CD44的相互作用对于上调MTA1是必需的,组蛋白去乙酰化酶(HDAC)抑制剂4-苯丁酸(4-PBA)处理或MTA1下调可以解除对miR-139的抑制。在人胃癌样本中,我们观察到淋巴结转移与HER2,CD44,CXCR4的表达以及miR-139的沉默常共同存在。HER2与CD44的双干涉可以抑制胃癌细胞的迁移与侵袭,并抑制BALB/c裸鼠中肿瘤的生长。对移植瘤标本的检测发现,在HER2下调的组织中CD44表达增加,ERK活性减低,AKT的磷酸化水平增加。另外,在HER2与CD44双干涉的实验组中还可以观察到miR-139的上调以及CXCR4表达减低。我们在体外观察到的现象与这些体内的实验结果共同表明HER2信号所具有的重要作用,即HER2与CD44直接结合,发挥协同作用来上调CXCR4的表达,促进胃癌的转移。本实验为在胃癌细胞中HER2与CD44如何通过表观遗传学调节CXCR4提供了新颖的观点,并为胃癌的靶向生物治疗提出了可能的方向。