MTA1抑制纺锤体组装检验点功能的作用及机制研究

Metastasis-asscotiated protein 1 (MTA1) maintains an overexpressed state in a wide variety of human epithelial and hematologic malignancies. It has been reported that MTA1 took part in processes that govern oncogenesis, epithelial-mesenchymal tansition, DNA damage response, inflammation and pathogen-driven cancers. No data showed that MTA1 play a role in the activity of spindle assembly checkpoint. Our previous data showed MTA1 spatiotemporally expressed in a cell cycle-dependent manner. Furthermore, it impaired the activiy of spindle assembly checkpoint and binding some kinetochore associated proteins, such Bub3, CENP-F. Here we hypothesize that MTA1 may play a role in apindle assembly checkpoint and its overexpression may result in abnormal nuclear count and spontaneous oncogenesis. We would establish MTA1 overexpressed HCT116 cell line and MTA1 knock down cell line to detect the role of MTA1 in spindle checkpoint and mitosis. Moreover, we will explore the mechanism and investigate this hypothesis in MTA1 transgene mice and colon cancer tissues. These results will provide new clues to determine a novel function of MTA1 and clarify the mechanisms of MTA1 in oncogenesis and cancer development, which will contribute to recognize a novel target for cancer therapy.

肿瘤转移相关蛋白1（MTA1）过量表达被认为与多种人类恶性肿瘤的侵袭转移过程紧密相关，有研究表明MTA1参与DNA损伤修复、上皮间质化、炎症反应等多种病理生理过程，但尚未见MTA1影响纺锤体检验点(SAC)功能的报道。我们前期工作表明MTA1在细胞周期中呈现时空调节的动态变化，MTA1过表达可以抑制SAC功能、细胞表现出SAC缺陷相关的特征表型，质谱分析提示MTA1与一些SAC相关蛋白存在相互作用。由此我们推测MTA1可能通过调控SAC相关蛋白来抑制SAC功能、促进染色体异常分离、提高基因组不稳定性导致肿瘤发生。我们拟在结直肠癌细胞系HCT116中过表达、表达沉默MTA1，检测其对SAC功能及有丝分裂过程的影响，并在表型研究的基础上进行作用机制的探讨。还将在转基因小鼠及结直肠癌组织中对此进行验证。本研究将有助于阐明MTA1新的分子功能，为揭示肿瘤的发生提供新线索，为肿瘤治疗提供新靶点。

MTA1（metastasis associated gene 1）是Toh等用差异cDNA文库扫描技术从高转移大鼠乳腺腺癌细胞系中发现的，随后用同源方法在人的高转移乳腺癌细胞株中找到其对应的人类同源物，因为该基因的表达与乳腺癌转移能力呈正相关，故被命名为肿瘤转移相关基因1。MTA1过量表达被认为与多种人类的恶性肿瘤的侵袭转移过程紧密相关，它在NuRD复合体中通过转录依赖、转录不依赖的方式参与多种病理生理过程。我们前期的工作表明MTA1在细胞周期中呈现时空调节的动态变化，而且MTA1可以破坏有丝分裂检验点的功能，质谱分析表明在MTA1结合的蛋白复合体可检测到检验点相关蛋白Bub3等。由此我们在结直肠癌细胞系HCT116中过表达MTA1，检测其对纺锤体检验点及有丝分裂过程的影响，并在表型研究的基础上进行作用机制的探讨。最后，在转基因小鼠及结直肠癌组织中对此进行验证。 .研究结果表明细胞周期的间期MTA1与染色质紧密结合，M前期MTA1离开染色质富集区，而在M末期又重新入核与染色质紧密结合；过表达的MTA1可以部分拮抗Nocodazole所引起的纺锤体组装检验点（SAC）功能；细胞有丝分裂中期到后期转换的时间延长。MTA1与纺锤体组装检验点复合物TPR、Bub3有物理上的结合；并且文献报道TPR可同时与MAD1、MAD2相结合，MTA1可能通过竞争性结合TPR从而减少MAD1/MAD2复合体的数量，最终抑制纺锤体检验点的激活。MTA1转基因小鼠容易自发b细胞淋巴瘤；MTA1敲除小鼠的MEF细胞在Nocodazole阻滞后，M期的细胞比例明显高于野生型小鼠MEF细胞，并且MTA1敲除小鼠的MEF细胞生长速度明显慢于野生型对照小鼠的MEF细胞。氧化偶氮甲烷(AOM)与促炎性剂硫酸葡聚糖钠(DSS)处理小鼠可以呈现结肠炎到结肠癌的发展过程，在这个过程中，MTA1转基因小鼠的结肠更早发生肠癌。与表达沉默MTA1的HCT116细胞相比，MTA1高表达的HCT116细胞异常染色体分裂的比例显著增高；MTA1高表达的结直肠癌患者组织中病理性核分裂像数目显著增多。这提示MTA1可能通过抑制纺锤体检验点功能，从而导致异常核分裂像的发生增多，产生自发性肿瘤。.本研究将有助于阐明MTA1新的作用机制，为阐明肿瘤的发生发展提供理论依据，为肿瘤的治疗提供新的靶点。