Ski募集HDAC1去乙酰化PTEN促进肿瘤细胞增殖的分子机制研究

Cell proliferation is the most important driving factor for tumor growth and recurrence. PTEN plays a critical role in tumor cell proliferation inhibiting. Traditionally, gene mutation and protein low expression are regarded as two main reasons for the decline of membrane translocation ability and tumor suppression function of PTEN. However, the nearest researches and our preliminary studies suggested that the deacetylation of phosphatase domain of PTEN might be one of the most important factors which cause the inactivation and membrane translocation impairment of PTEN. The oncogene Ski, combined with HDAC1, participated in deacetylation process. We have found that over-expression of Ski might be a driving factor for tumor cell proliferation, which might due to its function on the deacetylation of PTEN. Therefore, we proposed that "Ski deacetylates PTEN by recruiting histone deacetylase 1, reduces PTEN activity and membrane translocation ability, finally promotes tumor cell proliferation". The L929 cell line was used as the model cells in this study. On the basis of Ski promotes tumor cell proliferation by restraining the activity of PTEN, we will employ Co-IP and PLA assays to demonstrate the combinations between Ski, PTEN and HDAC1. Then we will elaborate the molecular mechanism by the use of RNAi and overexpression vectors of Ski and the point mutation models of PTEN. Finally, we will discuss the probabilities of Ski used as the target for tumor patients clinical treatment.

细胞增殖是肿瘤生长和复发最重要的驱动因素，PTEN在抑制肿瘤细胞增殖中发挥关键作用。传统观点认为基因突变和蛋白低表达是PTEN膜转位能力下降、抑癌功能受损的主要原因，但新近研究和我们预实验提示由磷酸酶结构域去乙酰化导致的PTEN失活是造成其膜转位能力下降的另一个重要因素。癌基因Ski可与HDAC1协同发挥去乙酰化作用，我们前期发现其过表达促进肿瘤细胞增殖作用或与其去乙酰化调控PTEN有关。据此我们提出“Ski募集HDAC1去乙酰化PTEN，降低PTEN活性及膜转位能力，促进肿瘤细胞增殖”的假设。本研究拟以增殖为主要特征的L929细胞系为模式细胞，在明确Ski抑制PTEN活性促进肿瘤细胞增殖的基础上，用Co-IP和PLA实验证实Ski、PTEN和HDAC1相互结合，通过构建RNAi、过表达和定点突变模型阐释其调控机制，为以Ski为靶点探索肿瘤临床治疗提供新的实验依据。

细胞增殖是肿瘤生长和复发最重要的驱动因素，而抑癌基因PTEN的失活是肿瘤细胞增殖的一个重要原因。课题组研究发现癌基因Ski在纤维肉瘤L929细胞中与抑癌蛋白PTEN有明确结合；且RNA干扰技术抑制Ski表达后，PTEN蛋白表达大量聚集于细胞膜，提示Ski表达下调释放了PTEN的膜转位能力。聚集于细胞膜表达的PTEN也充分发挥了其抑癌功能—肿瘤细胞增殖受到显著抑制。去乙酰化酶（HDACs）抑制剂TSA可以抑制过表达的Ski对肿瘤细胞增殖的促进作用，提示HDACs去乙酰化调控可能是Ski影响PTEN膜转位能力的关键机制。免疫印迹实验证实Ski对细胞增殖的调控作用是通过PTEN/Akt/P21信号通路实现的。而我们假设的被去乙酰化调控的PTEN磷酸酶结构域仍有待进一步功能研究验证。除了对肿瘤细胞增殖有促进作用，我们上述研究中还偶然发现Ski对L929细胞迁移和侵袭也有调控作用，并开展了部分实验予以证实。基于Ski过表达和RNA干扰后的划痕实验和Transwell实验我们发现Ski对肿瘤细胞的迁移和侵袭有正向调控作用。进一步通过蛋白质谱、免疫共沉淀和邻位连接技术（PLA）在L929细胞中鉴定出了与Ski有明确结合的肌球蛋白Myosin II调节轻链（Myosin II regulatory light chain, MRLC）。Myosin II主要通过与下游的肌动蛋白Actin紧密结合形成肌动蛋白丝束参与细胞极性运动的调控，大量文献证实了Myosin II在肿瘤细胞侵袭和转移中的关键作用。我们进一步通过Ski过表达和RNA干扰后的蛋白印迹实验证实了位于MRLC上的磷酸化位点激活可能是其参与Ski促进肿瘤细胞迁移和侵袭调控的关键，并提出了“Ski通过激活Myosin II调节轻链磷酸化促进肿瘤细胞迁移和侵袭的分子机制”的研究设想，计划在后续研究中进行充分实验验证。本项目以Ski在肿瘤（以纤维肉瘤细胞为模型）增殖、迁移和侵袭中发挥的调控作用为研究框架，通过多种实验技术手段力求揭示这其中的分子机制，为今后以该课题为基础的延伸和拓展奠定一定的基础，也为以Ski为潜在靶点的肿瘤临床治疗和预后管理提供了理论参考。