NHERF1调节α-actinin 4的表达对细胞微丝骨架及宫颈癌细胞转移的影响

Cervical cancer is the second most common type of cancer for women worldwide. Much progress has been made in the prevention and control of cervical cancer in the early stages. However the treatment of advanced cervical cancers remains a significant challenge because of tumor invasion and metastasis. The invasive and metastatic potential of tumor cells are closely related with the adhesion and migration capabilities of tumor cells, which relies on the microfilament system. Actin-binding protein α-actinin 4 plays a critical role in regulating of microfilament system. Lines of evidence indicated that the abnormal expression of α-actinin 4 was essential to tumor invasion and metastasis; however, the molecular mechanism of α-actinin 4 expression regulation in cervical cancer cells was illusive. Our preliminary studies suggested that NHERF1 expression regulated cytoskeleton organization and retarded α-actinin 4 expression in cervical cancer cells. In this project, we will clarify the interaction of NHERF1 and α-actinin 4 via variety methods in cervical tissues, and also further study effects of this interaction on microfilament cytoskeleton system and metastasis in cervical cancer cells. The results of this study will help to elucidate the molecular mechanism of α-actinin 4 expression regulation and effects on cervical cancer metastasis. Moreover, it may reveal a novel mechanism for the regulation of cytoskeleton, and provide a theoretical basis of finding new targets for therapy in cervical cancer.

在晚期宫颈癌治疗中，常因患者肿瘤细胞的转移而使疗效有限。肿瘤的侵袭和转移与癌细胞的黏附、迁移能力及细胞微丝的动态变化密切相关。微丝相关蛋白α-actinin4表达失控是肿瘤发生侵袭和转移的一个重要原因，目前有关α-actinin4在宫颈癌细胞内表达调控的分子机制尚不清晰。我们初步研究发现在宫颈癌HeLa细胞中NHERF1可调节细胞骨架并引起α-actinin4的表达下调。在此基础上，本课题拟采用多种方法确认NHERF1与α-actinin4在宫颈组织中的相互作用、探索该相互作用调节α-actinin4表达的分子机制，并研究该相互作用对宫颈癌细胞微丝骨架系统的组装和宫颈癌细胞转移的影响。本研究结果不仅有助于阐明在宫颈癌细胞中NHERF1调节α-actinin4表达和影响癌细胞转移的分子机制，而且可能揭示一种调节细胞微丝骨架变化的新机制，并为寻找新型宫颈癌治疗药物的作用靶标提供理论依据。

宫颈癌在全球妇女多发的癌症类型中位居第四。在晚期宫颈癌治疗中，常因患者肿瘤细胞的转移而影响疗效。肿瘤的侵袭和转移与癌细胞的黏附、迁移能力及细胞微丝的动态变化密切相关。微丝相关蛋白α-actinin 4表达失控是肿瘤发生侵袭和转移的一个重要原因，目前有关α-actinin 4在宫颈癌细胞内表达调控的分子机制尚不清晰。我们研究发现，NHERF1可以通过其PDZ1结构域与α-actinin 4羧基末端相互作用，从而促进α-actinin 4泛素化，降低其蛋白水平，进而导致肌动蛋白细胞骨架聚合减少。另外研究表明NHERF1可以抑制宫颈癌细胞体外迁移和侵袭能力，同时裸鼠体内转移模型证明NHERF1可以抑制宫颈癌细胞在裸鼠体内的转移。此外，我们发现NHERF1对宫颈癌细胞迁移和侵袭的影响是由于其与α-actinin 4相互作用介导的。NHERF1通过与α-actinin 4相互作用调节肌动蛋白细胞骨架组装，从而抑制宫颈癌细胞的转移。最后，我们对TCGA数据库中宫颈癌患者进行GSEA分析，结果表明NHERF1低表达患者迁移、侵袭相关基因通路激活，同时与细胞肌动蛋白骨架激活相关基因集也富集在NHERF1低表达一侧，说明NHERF1对宫颈癌细胞的调控是由于其影响细胞肌动蛋白骨架组装引起的。宫颈癌组织微阵列检测相关蛋白表达水平发现，NHERF1在淋巴结转移患者宫颈癌组织与癌旁组织相比表达减少，同时α-actinin 4和F-actin表达明显增加。验证了宫颈癌组织中NHERF1表达降低，从而促进了α-actinin 4的稳定性，使肌动蛋白细胞骨架聚合增加，最终促进了宫颈癌的转移。研究结果不仅有助于阐明α-actinin 4在细胞内表达调控的分子机制；明确NHERF1在宫颈癌侵袭和转移中的作用，同时也为寻找新型宫颈癌治疗药物的靶标提供一定的理论依据。