PTEN翻译后修饰/转录选择性剪接及其对PTEN功能的影响

PTEN (phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome 10) tumor suppressor regulates a variety of cellular processes including cell proliferation, growth, migration and death. Mounting evidence shows PTEN itself is under tight and diverse regulation. However, the functional consequence of PTEN regulation is largely unknown. In this project, we will study novel mode of PTEN regulation at both transcriptional (mainly selective splicing) and post-translational levels. We will also explore biological consequence of newly identified regulation, especially in terms of PTEN's tumor suppressing function. Our ultimate goal is to translate what we find in the lab into potential cancer therapy targeting PTEN or/and its modifier(s).

癌症抑制因子PTEN（phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome 10）调节细胞增殖、生长、迁移、凋亡等多种生命活动。作为一个具有重要功能的蛋白，PTEN本身也受严格调控。虽然有关PTEN调控的报道很多并且这些调控在生物学和疾病中的意义非常广泛，但是它们的确切机制和它们对生命活动的影响却不清楚。本课题将通过生化手段和分子生物学方法，在转录和翻译后修饰双层面上研究新的PTEN调控方式，并检测这些调控对PTEN相关功能的影响，特别是对抑癌作用的影响。同时在分子水平上对其作用机制加以诠释，为癌症的治疗提供新的思路和方法。

肿瘤抑制因子PTEN（phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome 10）的缺失或突变存在在多种人类肿瘤中，如晚期前列腺癌、子宫内膜癌、肾肿瘤、非小细胞肺癌、黑色素瘤等。目前已经证实PTEN的种系突变与一些错构瘤综合症有关，可以引起Cowden综合症和Bannayan-Riley-Ruvalcaba综合症的发生，该类患者的非髓样甲状腺癌和乳腺癌的发病风险很高。PTEN调节细胞增殖、生长、迁移、凋亡等多种生命活动。作为一个具有重要功能的蛋白，PTEN本身也受严格调控。我们发现在各种不同的细胞中存在一个比PTEN大约大15kDa的同源蛋白(UPP)，其表达丰度和PTEN成正比。UPP的存在依赖于PTEN，siRNA敲减PTEN导致UPP水平与PTEN水平成正比例的下降。利用Ubiquitin、SUMO、Nedd8和ISG15的特异性抗体的免疫印迹实验检测显示UPP不是常见的小分子蛋白类修饰。COS-1细胞中瞬间表达和MDA-468-PTENTet-on 长时间诱导表达PTEN cDNA不能生成UPP，进而可以排除UPP是一种蛋白翻译后修饰。Northern杂交试验结果显示HeLa和野生型MEF细胞中含有多个PTEN的特异转录子，间接证明UPP确是PTEN的选择性剪接产物。通过生化手段和免疫共沉淀纯化的UPP经质谱分析显示UPP含有多个PTEN多肽序列，肯定了UPP是PTEN基因的剪接产物。克隆的UPP具有一个非常规的CTG起始密码，表达野生型UPP可以抑制细胞中PI3K-Akt通路，说明UPP具有脂质磷酸酶活性。过量表达野生型UPP抑制细胞生长，并诱导Caspase-3介导的细胞凋亡。用UPP脂质磷酸酶突变体（G302E）做对照证明野生型UPP的这些功能依赖于其脂质磷酸酶活性。此外，划痕试验显示UPP对细胞迁移有抑制作用，且此作用依赖于其蛋白磷酸酶活性。因为PTEN在癌症中的作用大多源于对临床样本的分析和对PTEN小鼠遗传模型的研究。这些临床样本和小鼠模型设计都没有排除敲除或突变PTEN的同时是否也一并破坏了UPP的可能性，因而无法知道UPP对癌症抑制的贡献及其所占的比例。我们的研究结果可能会重新定义PTEN的抑癌理论，并提供新的癌症治疗靶点。