《Acapin-ACAP4-ARF6信號軸調控細胞遷移的分子機制研究》是依託中國科學技術大學，由周佳佳擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：Acapin-ACAP4-ARF6信號軸調控細胞遷移的分子機制研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：周佳佳
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
細胞遷移是個體發育與器官形成的重要生物學活動。細胞在誘導源的作用下,經過一系列胞內信號轉導及骨架重排後實施定向運動。ARF6是一類調控細胞動力學特徵的小GTP酶。我們實驗室的系列研究揭示：ARF6通過與其特異性激活蛋白ACAP4相互作用調控囊泡運輸、微絲骨架重構及胞飲等過程,介導細胞的定向運動(Zhao et al.,2013.PNAS)。但是,ARF6-ACAP4相互作用的分子調控機制一直不甚清晰。我近期工作鑑定了一個新穎的ACAP4結合蛋白Acapin與其動態作用調控ARF6-GTP的時空動態性。為了闡明Acapin相關信號通路的調控機制，我們擬結合分子遺傳學、細胞生物學及生物光子學等新技術，詳盡研究Acapin-ACAP4-ARF6信號軸的信息流傳遞的分子調控機理，並系統闡明這個信號軸在調控細胞定向運動過程中的細胞生物學與分子病理學功能。本課題的完成也將為相關癌症的治療提供理論依據。
結題摘要
細胞遷移是一個多組分結構和組件集成的複雜過程，包括運動機械動力學、各種元素間的化學反應以及時空協調的物理特徵。在其發生髮展過程中，任何一步調控異常都會導致細胞遷移能力的改變，甚至促進腫瘤細胞的惡性轉移。ARF6是一類調控細胞囊泡運輸和細胞骨架重拍等動力學特徵的小GTP酶。本課題組系列研究揭示，ARF6通過與其特異性激活蛋白ACAP4相互作用調控囊泡運輸、微絲骨架重構等過程，調控細胞的定向遷移。作為ARF6特異性的GTP酶激活蛋白，ACAP4調控EGF介導細胞遷移，但是目前還不清楚其中的分子調控機制。本研究在前期工作基礎上通過通過蛋白質組學的方法鑑定一個全新的ACAP4結合蛋白，Acapin，抑制ACAP4的GAP活性。生化實驗表明，Acapin和ARF6競爭性的結合ACAP4。敲低Acapin的細胞，胞內ARF6-GTP明顯減少。過表達Acapin的細胞，胞內ARF6-GTP顯著升高。在EGF刺激作用下，活化的Akt激酶磷酸化Acapin第247位絲氨酸位點，並且該位點的磷酸化增強結合ACAP4的能力。而且過表達Acapin模擬磷酸化突變體，促進了ARF6的活性和細胞遷移能力。進一步的研究表明敲低Akt的細胞，胞內ARF6的活性顯著降低。同時，我們還揭示了細胞遷移過程中Acapin是通過ACAP4調控ARF6活性，並且Akt介導的Acapin磷酸化穩定激活ARF6活性進而促進細胞的遷移。因此，我們的工作發現了一個新型調控ARF6的活性的分子機制，以及在細胞遷移過程中細胞如何在時空上動態的調控ARF6的活性。結合分子遺傳學、生物化學和生物光子學等技術，我們詳盡地研究了Acapin磷酸化修飾及其與ACAP4蛋白相互作用的分子機理，並系統闡明這些蛋白相互作用在調控ARF6活性以及細胞遷移中的功能。綜上，本課題完成了本項目的所有研究計畫，達到預期目標。我們相信，本研究結果將為探討腫瘤轉移干預的新靶標與相關癌症的治療提供新的視角。
