Pim激酶家族参与Abl介导细胞转化的分子机理研究

Pim激酶家族参与抗细胞凋亡和促细胞增殖等生命活动。虽然Pim激酶在Abl癌基因介导的细胞转化中起重要的作用，但是它们的作用机理不详。本项目通过研究Abl转化的细胞中Pim靶分子/底物,以及筛选可拯救Pim基因敲除表型的基因，探讨Pim在Abl介导细胞转化中的作用机制。首先应用含v-Abl的A-MuLV病毒介导细胞转化的研究模型，结合Pim基因敲除的细胞系，探讨已知的Pim底物BAD、SOCS1、eIF4B在v-Abl转化的细胞中的磷酸化，并研究它们的磷酸化对v-Abl转化细胞的影响。应用Bcr-Abl转化的细胞模型研究Pim靶分子/底物的磷酸化，以及它们在Bcr-Abl转化细胞中的作用。最后应用Pim基因敲除的细胞系，由cDNA表达文库筛选未知的可拯救Pim基因敲除表型的基因，并做初步的功能验证。本项目旨在从分子水平上阐述Abl、Pim、Pim底物、Pim相关基因间的内在联系与作用机理。

小鼠白血病病毒的v-Abl持续激活了JAK/STAT信号通路，导致细胞的恶性转化。而JAK/STAT下游的PIM激酶在v-Abl介导的细胞转化中起着关键性作用。为了进一步研究PIM激酶参与Abl介导细胞转化的分子机理，本项目利用小鼠白血病病毒的Abl癌基因致癌模型，通过以下三个方面深入研究了Abl癌基因诱导免疫细胞癌变过程中关键信号转导通路的作用。首先以v-Abl基因诱导的小鼠骨髓细胞转化模型，发现了PI3K/AKT1信号通路的关键分子AKT1遗传变异体与B淋巴细胞转化的关系。AKT1(E17K)可以促进v-Abl介导的pre-B淋巴细胞转化，且AKT1(E17K)可以促进Pim-1-/-/Pim-2-/-/Pim-3-/-细胞的存活，证实PI3K/AKT1信号通路与JAK/STAT/PIM信号通路之间存在内在联系。其次，利用免疫沉淀的方法，在v-Abl细胞中鉴定到PIM激酶新的作用靶分子eIF4B，并证实PIM激酶对eIF4B Ser422的磷酸化可以促进v-Abl和Bcr-Abl介导的骨髓细胞转化。此外，由于Bcr-Abl 是与v-Abl高度同源的致癌基因，我们通过研究发现Bcr-Abl可以引起SOCS-1和SOCS-3的酪氨酸发生磷酸化，进而使其丧失负调节JAK/STAT信号通路的功能，导致JAK/STAT信号通路处于持续活化的状态，证实了SOCS-1和SOCS-3的酪氨酸磷酸化在Bcr-Abl介导的肿瘤发生过程中发挥着重要作用。综合以上，本项目的研究成果拓展了我们对PIM激酶家族参与Abl介导细胞转化的分子机理的理解。PIM激酶不仅可以通过对SOCS的磷酸化导致其失去负调节JAK/STAT信号通路的作用而使细胞癌变，而且可以通过调控下游靶分子eIF4B的磷酸化进而参与到Abl介导的细胞转化。同时证实了在Abl介导的细胞癌变过程中PI3K/AKT1信号通路与JAK/STAT/PIM信号通路之间的内在联系，加深了我们对免疫细胞癌变机理和特异病毒致癌机理的认识。Bcr-Abl引起的SOCS-1和SOCS-3酪氨酸磷酸化在Bcr-Abl介导的肿瘤发生中的重要作用，再次表明SOCS-1和SOCS-3可以作为Abl引发肿瘤的治疗靶位点。