肿瘤细胞表面受体CD147与配体相互作用的结构与功能关系研究

肿瘤细胞表面受体CD147在多种肿瘤细胞上过度表达。CD147能够作为自受体，在细胞之间通过其胞外区相互作用，刺激基质金属蛋白酶分泌，进而促进肿瘤侵袭转移。CD147还是环亲素A（CyPA）的受体，CyPA能够通过与CD147相互作用促进肿瘤细胞增殖和血管生成。目前，有关CD147与配体相互作用机制的研究很少，其相互作用的结构基础还不清楚。本项目拟利用核磁共振技术，结合细胞分子生物学相关研究手段深入研究CD147与其两个配体之间的三种不同相互作用方式，确定不同的配体在 CD147上的结合位点，揭示CD147与配体之间相互作用的结构基础，阐明CD147作为细胞表面受体与其配体相互作用的结构与功能关系。本研究将加深我们对CD147在病理过程中作用机制的理解，并能够确定CD147介导细胞外促肿瘤细胞增殖和转移信号的功能靶位,为今后开发靶向CD147的抗肿瘤药物提供理论依据和设计思路。

肿瘤细胞表面受体CD147在多种肿瘤细胞和淋巴细胞上过度表达，CD147能够作为自受体和环亲素A（CyPA）的受体促进癌症和炎症恶性进展，但其机制还不清楚。本项目结合核磁共振研究、细胞功能及生物化学等研究手段，阐明了CD147与其两种配体相互作用的结构与功能关系，确定了相应功能靶位，为开发靶向CD147的抗肿瘤及炎症的药物提供了理论依据和设计思路。. 在研究中，本项目组确定了CD147与配体CyPA相互作用促淋巴细胞趋化等功能是通过其胞外C端结构域与CyPA的直接作用而实现，并且不依赖于CyPA的顺反异构酶活性，这一研究结果是对CyPA在体内调控生理功能途径的一项新发现和有力补充。应用定点突变等研究手段，我们进一步确定了CyPA受体专一结合位点，将其突变之后，CyPA对淋巴细胞的趋化等功能显著降低，而此位点不影响CyPA的顺反异构酶活。因此，这一功能靶点的发现为设计具有单一阻断CyPA/CD147结合，而不影响CyPA的其它生理活性的抗炎小分子药物提供了重要根据。这一研究结果已发表于J Biol Chem、Acta Bioch Bioph Sin杂志。另一方面，本项目组首次确定了CD147的剪接变异体CD147v3在细胞上的表达，CD147v3仅具有一个胞外Ig-domain，类似于CD147删节掉N端结构域的剩余部分，即剪切变异体CD147v3的胞外区只含有一个C端结构域。在研究中，我们首次阐明CD147的剪切异构体v3能够通过与自受体CD147相互作用从而负向调控肝癌细胞的侵袭转移能力，而C端结构域自聚合是CD147与v3相互作用的结构基础，并确定了两者的聚合界面及关键氨基酸残基，明确了C端结构域自聚合介导的CD147与其剪切异构体相互作用的功能相关性。这一研究结果已发表于Mol Cell Biol杂志。. 此外，我们在研究中偶然发现了细胞外的Cu2+通过质膜CD147胞外域的介导促进肝癌细胞分泌MMP-2，在体外Cu2+也能够促进CD147胞外域的聚合。而大量报道显示癌症患者瘤体铜离子浓度大幅提高，动物实验也显示铜离子螯合剂能抑制肿瘤增殖和血管生成，但作用机制不清。针对这一发现，项目负责人申请并获得了国家自然科学基金“青年-面上”连续资助（No.31270015，2013-2016年）项目，将进一步深入研究这一问题。