黃精凝集素II誘導腫瘤細胞自噬和凋亡的分子機制研究

《黃精凝集素II誘導腫瘤細胞自噬和凋亡的分子機制研究》是依託四川大學，由鮑錦庫擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：黃精凝集素II誘導腫瘤細胞自噬和凋亡的分子機制研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：鮑錦庫
• 依託單位：四川大學

項目摘要

在黃精凝集素II（PCLII）前期體內抗腫瘤活性動物實驗和體外抑制腫瘤細胞自噬和凋亡作用機制及信號通路部分蛋白相互作用網路研究的基礎上，擬採用螢光標記PCLII和雷射共聚焦顯微鏡示蹤，分析其在細胞表面和內部的定位、結合與運動情況；利用凝集素親和層析技術結合雙向電泳和質譜分析，分離、鑑定並分析腫瘤細胞膜表面和內膜系統的PCL II受體；研究死亡受體途徑相關信號通路在腫瘤細胞自噬和凋亡中的作用以及與線粒體途徑的關係；選取部分除已知的與PCLII自噬相關基因外的其它自噬相關基因，研究其在PCL II誘導的腫瘤細胞自噬和凋亡中的作用以及蛋白質間的相互作用。在此基礎上，利用系統生物學手段，基於前期建立的人類腫瘤細胞自噬和凋亡相關蛋白相互作用網路，結合實驗研究結果，進一步構建和完善與黃精凝集素II誘導腫瘤細胞自噬和凋亡相關的信號通路蛋白質相互作用網路，為深入揭示PCL II抗腫瘤機制奠定基礎

結題摘要

採用螢光標記黃精凝集素（PCLII）和雷射共聚焦顯微鏡示蹤，分析該凝集素與腫瘤細胞的結合以及在細胞表面和內部的定位、結合與運動情況，發現該凝集素可以與細胞表面的受體結合，同時可以通過內吞（內化）作用進入細胞內，分布於線粒體、內質網、溶酶體、高爾基和細胞核等處。製備細胞膜和相關細胞器（線粒體、內質網、溶酶體、高爾基體等）蛋白及膜蛋白，利用凝集素親和層析技術結合雙向電泳和質譜分析，分離、鑑定並分析腫瘤細胞膜表面和內膜系統的PCL II受體和結合蛋白， 發現凝集素可以結合與細胞骨架結構、細胞周期、細胞凋亡、自噬、抗凋亡、內質網應激反應、免疫反應、代謝通路相關的蛋白，包括EGFR、TNFR1、TGFR、腫瘤抑制蛋白P53、P21、P38等、熱休克蛋白Hsp(90,70,60)，整合素integrin(a6, aV)，胰島素受體、磷脂結合蛋白(膜聯蛋白)annexin( A2,A4)等。在此基礎上選擇表皮生長因子受體(EGFR)相關信號通路進行分析，發現黃精凝集素通過阻礙Ras-Raf和PI3K-Akt信號通路誘導細胞的凋亡和自噬。Ras-Raf信號通路在黃精凝集素誘導的細胞凋亡中起到關鍵性的負調控作用，在腫瘤細胞自噬中同樣起到負調控作用。進一步研究發現，該凝集素可以調控p21(周期依賴性蛋白激酶的抑制劑)的上調錶達以及Cdk1和cyclinA表達下調，通過Cdk1-cyclinA信號通路阻滯G2/M細胞周期誘導腫瘤細胞程式性死亡。這些關鍵線索為進一步闡明黃精凝集素誘導的癌細胞死亡的複雜分子機制從而套用於將來的癌症治療提供了重要的證據。基於上述實驗結果，綜合前期黃精凝集素抑制腫瘤細胞增殖的相關研究，建立了黃精凝集素誘導腫瘤細胞凋亡和自噬相關信號通路蛋白質相互作用網路圖，為進一步集成利用蛋白質組學等技術系統闡述該凝集素的作用機制奠定了堅實的基礎。結合miRNA調控腫瘤發生髮展關鍵蛋白的研究進展，研究工作中增加以凝集素為探針，研究凝集素與miRNA相互作用調控腫瘤細胞程式性死亡的研究內容。利用晶片分析技術分析鑑定了部分與黃精凝集素誘導腫瘤細胞程式性死亡相關的miRNA，初步建立起凝集素探針-腫瘤細胞程式性死亡相關蛋白-miRNA相互調控網路。