硫酸软骨素N-乙酰氨基半乳糖转移酶1的磷酸化在前列腺癌发生发展中的作用机制研究

Prostate cancer is the second leading cause of cancer death in male patients. It is urgent need to disclose mechanisms involved in development of prostate cancer. It has been widely reported that abnormal genetic alterations, including gene amplification, deletion, and translocation, play critical role in prostate cancer development. We found deletion of gene encoding chondroitin sulfate N-Acetylgalactosaminyltransferase 1 (CSGALNACT1) among different prostate cancer cohorts. Preliminary analyses reveal that CSGALNACT1 functions as tumor suppressor on transformation of 3T3 cells and malignancy of prostate cancer cells. In addition, tyrosine at 490 site of CSGALNACT1 is phosphorylated by Src. Therefore, we predict that phosphorylation of CSGALNACT1 leads to alteration of metabolites regulated by CSGALNACT1 and promotes development of prostate cancers. Our current study aims to detect interaction between CSGALNACT1 and Src and clarify mechanism of Src-dependent tyrosine phosphorylation occurred at CSGALNACT1. Furthermore, we will uncover effect of phosphorylation of CSGALNACT1 on regulation of downsteam metabolits and tumor suppressor function in vivo and in vitro. Taken together, our project will provide novel biomarker or potential therapeutic target for prostate cancer.

前列腺癌是造成男性恶性肿瘤死亡的第二大杀手。基因扩增、缺失等遗传的异常改变和Src等信号通路的异常活化在前列腺癌发生发展中起关键作用。我们前期研究发现硫酸软骨素N-乙酰氨基半乳糖转移酶1（CSGALNACT1）在前列腺癌患者中存在缺失突变，进一步发现CSGALNACT1在正常细胞的恶性转化和前列腺癌细胞中发挥抑癌基因功能，Src磷酸化CSGALNACT1的490位酪氨酸。基于此，我们推测Src介导的CSGALNACT1磷酸化可导致前列腺癌细胞特定代谢物的异常，从而促进前列腺癌的发生发展。本项目拟在前期工作基础上围绕CSGALNACT1在前列腺癌的抑癌作用和磷酸化机制进行深入研究，阐明CSGALNACT1的酪氨酸磷酸化调控机制及其对代谢调控，明确CSGALNACT1及其代谢物在前列腺癌发生发展中的作用，为前列腺癌的诊疗寻找潜在的生物标记物和治疗靶点。

硫酸软骨素分布在细胞外基质和细胞膜表面，广泛参与体内各种生理和病理过程，如细胞黏附，迁移，分化，发育等。目前发现有六个酶参与人体内硫酸软骨素/皮肤素糖链催化合成过程，包括硫酸软骨素 N-乙酰氨基半乳糖转移酶 1和2（Chondroitin Sulfate NAcetylgalactosaminyltransferase 1, 2；CSGALNACT1, 2），软骨素合成酶 1 和 3，软骨素聚合因子和聚合因子 2。硫酸软骨素/皮肤素合成的起始阶段，N-乙酰氨基半乳糖在CSGALNACT1, 2的催化下与葡萄糖醛酸结合。随后在软骨素合成酶 1，3（CHSY1, 3），软骨素聚合因子（CHPF）和软骨素聚合因子 2（CHPF2）的共同作用下，促进硫酸软骨素/皮肤素的合成。目前关于 CSGALNACT1 在肿瘤发生发展中的作用和机制了解很少。肿瘤的组织起源。特别是同一分子在不同组织肿瘤发生中的作用是肿瘤生物学的关键科学问题。我们的研究发现在肉瘤中，CSGalNAcT1的高表达，与患者预后正相关，即患者生存期显著延长。与之相反，在肺腺癌中，CSGalNAcT1表达越高，患者的生存期越差。基于这一分析，我们分别在小鼠肉瘤模型和肺腺癌组织中敲除CSGalNAcT1，结果显示CSGalNAcT1在小鼠肉瘤中发挥抑癌作用，但在肺腺癌中发挥促癌作用。进一步发现，在肺癌细胞中，TP53通过转录水平抑制CSGalNAcT1的表达。