Ripk1/Parkin调控细胞自噬参与结直肠癌的发生发展过程的分子机制研究

Colorectal Cancer (CRC) is one of the most common malignant tumors in humans. Abnormal autophagy, a new marker of CRC, plays a key role in tumorigenesis and treatment. Parkin, a protein encoded by the PARK2 gene, is an E3 ubiquitin ligase that ubiquitinates protein substrates and is recognized and degraded by proteasomes. It plays an important role in autophagy. Receptor-interacting protein 1 (Ripk1) is a serine/threonine protein kinase that regulates cell survival and death signaling pathways. However, the mechanism remains elusive in CRC. In our study, Parkin was significantly down-regulated in CRC, while Ripk1 was significantly increased. Besides, autophagy was significantly activated. Ripk1 and Parkin formed a complex and participated in the tumorigenesis of CRC. We will use colon cells and transgenic mice to further study the relationship between phosphorylation and ubiquitination of Ripk1 and Parkin, and further explore the roles in CRC development.

结直肠癌（Colorectal cancer，CRC）是人类最常见的恶性肿瘤之一。异常的细胞自噬作为CRC的一个新标志在癌症的发生发展和治疗过程中具有关键作用。Parkin是由PARK2基因编码的E3泛素连接酶，可以使蛋白底物泛素化从而被蛋白质酶体识别并降解，在细胞自噬中扮演重要的角色。受体相互作用蛋白1（Ripk1）是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，是调控细胞凋亡和增殖的关键分子。在CRC中，两者的调控机理及相互作用关系仍未报道。我们前期研究发现，细胞自噬在CRC患者中明显激活，Parkin在CRC中显著下调，而Ripk1显著上调，两者共同组成复合物参与到了CRC的发生发展。本课题将利用CRC细胞系和转基因小鼠，进一步研究Ripk1和Parkin相互调控关系，并深入探究两者在CRC发生发展中的作用和作用机理。

全球每年新增被诊断为结直肠癌的病人超过一百万人。在我国，结直肠癌的发生率和死亡率分别位于第三位和第五位，并逐年上升。结直肠癌晚期患者生存率不到10%。针对以上结直肠癌的严峻问题与前期研究发现，本项目开展了结直肠癌发生发展过程中重要分子机制研究，重点探索RIPK1，Parkin和细胞自噬在结直肠癌发生发展中的作用。该研究首先收集本院结直肠癌患者组织与相匹配的癌旁组织样本，统计患者的临床信息与随访数据。利用高通量转录组测序先对癌组织和癌旁组织的差异基因表达谱进行鉴定。进一步利用蛋白免疫印迹法和免疫组化对差异分子进行检测，并在细胞层面和动物层面进行验证。研究结果发现与癌旁组织相比，RIPK1在结直肠癌组织样本中显著高表达，而Parkin显著低表达。自噬通路相关蛋白ATG3, ATG7, ATG101在结直肠癌样本中显著增加。并且通过免疫共沉淀发现RIPK1和Parkin可以直接相互作用，提示了一条潜在的自噬新通路。此外，蛋白免疫印迹法和免疫组化得出的结果一致。在细胞中，敲除RIPK1后Parkin显著升高，而RIPK3敲除时，Parkin变化不明显，证明RIPK1的变化会直接影响Parkin的表达。在Ripk1IEC-TG, Ripk1IEC-KO, MEF-Ripk1KO,和AOM+DSS小鼠模型中，RIPK1与Parkin的表达也呈显著负相关。本研究的结果可为结直肠癌的靶向药物的研究提供理论依据，以期延长结直肠癌患者的生存时间，提供患者的生存质量。