p62/SQSTM1 在乳腺癌侵袭、转移中的作用及机制

Breast cancer is the leading type of cancer among women today. Metastasis is the spread of tumor to other parts of the body and primarily responsible for breast cancer deaths. p62/SQSTM1 (sequestosome 1) with multiple functional domains, reveals a rich potential for interacting partners consistent with its role as a focal point in signal transduction. p62 also transports polyubiquitinated proteins to degradation by proteasome and autophagy systems. Both our previous works and recent reports demonstrate that p62 plays an important role in the tumor progress. However, there is no direct evidence connecting the p62 with invasion and metastasis in tumor aggressive progress by now. In this study, we will stable express p62 in non metastatic breast cancer cell line MCF-7, and stable knockdown p62 in metastatic breast cancer cell line MDA-MB-231, then verify the function of p62 on invasion and metastasis by in vivo and in vitro comparetive experiments. Furthermore, the potential mechanism of p62 regulating the metastasis will be explored. Our research will provide a direct evidence of taking p62 as a potential therapeutic target for the prevention and treatment of cancer metastasis.

乳腺癌发病率占女性肿瘤发病率首位，复发或转移是乳腺癌致死的主要原因。p62/SQSTM1 (sequestosome 1) 是一个具有多种功能结构域的接头蛋白分子，通过不同的结构域与其他蛋白分子相互作用来传递信号，近年研究表明其还可介导泛素化蛋白的降解。文献报道与本研究前期工作均提示p62在肿瘤恶性进展中发挥着重要作用，但目前尚没有直接的证据表明p62可以促进肿瘤的侵袭、转移。本研究拟以乳腺癌作为研究对象，通过建立稳定表达p62的MCF-7细胞株及稳定干扰p62的MDA-MB-231细胞株，体内、外实验研究p62在乳腺癌侵袭、转移中的作用，并对其相关机制进行研究。为下一步开发以p62作为靶点的抗肿瘤药物提供理论依据。

恶性肿瘤是全球范围内导致死亡的主要原因，每年有200多万人死于肿瘤，且大部分恶性肿瘤的发病率和死亡率呈上升趋势，恶性肿瘤已经成为严重威胁居民健康和社会发展的重大疾病。自噬作为细胞在饥饿、应激等代谢压力下的一种生理过程，其在恶性肿瘤的发生发展中也发挥了重要的作用。p62作为自噬受体可与蛋白聚集物、损伤细胞器等结合并将后者带入自噬途径进行降解。p62与肿瘤的发生发展有着密切的关系，在肿瘤早期自噬缺陷可导致p62堆积，损伤线粒体和活性氧增加，基因组不稳定性增加 进而导致肿瘤的发生。本研究组发现敲除TLR2基因导致DEN损伤的肝脏不能产生相应的免疫应答, 使细胞老化出现障碍，凋亡及自噬功能减弱等一系列现象，自噬流降低及p62堆积增加，进而加剧了肝细胞癌的发生和进展。此外，我们研究发现DEDD可通过与关键自噬分子PI3KC3/Beclin1相互作用激活自噬，促进EMT相关转录因子Snail、Twist的降解，减少p62堆积，抑制并逆转EMT进程，进而抑制乳腺癌的生长、侵袭和转移。在肿瘤细胞中DEDD敲低后，自噬活性受到抑制，Snail、Twist的降解减少，p62聚集增多，肿瘤细胞的侵袭和迁移能力增强。因此，我们又对单独改变p62表达后肿瘤细胞的表型变化进行了研究，在低表达p62的乳腺癌细胞株MCF-7中高表达p62之后， LC-3点状聚集增多，自噬流降低，细胞的增殖和迁移能力受到明显抑制；而在高表达p62的MDA-MB-231细胞中抑制p62表达后细胞的增殖、侵袭等能力并未出现明显改变；通过自噬流实验检测发现正常培养条件下MCF-7自噬活性较高，而MDA-MB-231细胞自噬活性偏低，通过过表达PI3KC3或者Beclin1活化自噬后，可显著抑制MDA-MB-231细胞的增殖活力，降低其侵袭能力。综上所述，我们研究发现提示在正常营养条件下活化自噬水平，增加自噬流可抑制肿瘤的生长、侵袭和转移，而在高自噬活化水平的细胞中过表达p62受体可导致细胞的自噬过度活化，进而抑制细胞增殖、迁移能力，增加细胞死亡。