细胞膜TIMP-1受体的鉴定及其生物学功能的研究

基质金属蛋白酶（MMPs）和基质金属蛋白酶组织抑制因子（TIMPs）在肿瘤、糖尿病和自身免疫性疾病的发病过程中起着十分重要的作用。TIMP-1蛋白是MMPs的天然抑制因子之一。除了能抑制MMPs的活性，TIMP-1还具有MMPs非依赖性的促进细胞生长、抑制细胞凋亡的作用。我们的研究发现，TIMP-1能够拮抗IL-1β等细胞因子诱导的胰岛β细胞功能障碍和凋亡。我们推测，TIMP-1蛋白的这一生物学功能是由细胞表面的特殊受体（TIMP-1受体）所介导的。迄今为止，因为技术方法的原因，未能鉴定出此类受体的性质。本项目拟用一种富集特异性蛋白可靠性很高的技术- - PAL-CC-ABPP技术，分离TIMP-1膜受体蛋白，经质谱鉴定受体性质后，再用分子生物学手段进行受体的特异性及功能分析。这项研究不仅可以加深对MMP-TIMP生物学作用的认识，还能为肿瘤和糖尿病的治疗提供潜在的分子靶点。

TIMP1（基质金属蛋白酶组织抑制因子1）是一种由多种组织细胞分泌的蛋白质，具有调控MMPs（基质金属蛋白酶）酶活性、细胞增殖和凋亡的功能。近年来，越来越多的研究都试图证明TIMP1在细胞膜上存在相应的受体。尽管在某些正常上皮细胞中，TIMP1抑制凋亡的具体通路已被阐明，但在肿瘤细胞中TIMP1参与病理生理过程的机制却不为人所知。本研究通过生物信息学预测、化学交联技术、细胞内源性免疫共沉淀实验证明四次跨膜蛋白超家族成员CD82在人胰腺癌细胞系PANC-1膜表面可直接与TIMP1结合。随后，用免疫荧光的方法观察到TIMP1与CD82在PANC-1和人乳腺癌细胞系MCF-7膜表面共定位现象。紧接着，细胞共培养实验又表明，细胞外TIMP1在PANC-1、MCF-7和人直结肠癌细胞系LoVo中发生细胞膜-浆转位，而在正常的人胚肾成纤维细胞中却无此现象，同时降低膜表面CD82蛋白水平能完全逆转此种膜-浆转位作用。此外，伤痕愈合实验还发现，干扰CD82表达之后，随着时间延长能有效减弱TIMP1和Cyclopamine抑制PANC-1细胞迁移的作用。但过表达TIMP1却不能上调CD82表达水平。总之，本研究第一次证实了游离TIMP1和细胞膜表面CD82的直接相互作用。CD82是TIMP1抗癌通路中的一个重要分子，它们间的直接结合实现了TIMP1的细胞内运输和循环。所以，对TIMP1/CD82轴的深入研究能够使人们更加清楚地认识癌症的发生发展过程，为癌症的预防和治疗提供新思路。