CABYR通过AKT调节肺癌细胞对化疗药物敏感性的研究

In our previous study, CABYR was first identified as a novel cancer testis antigen in lung cancer in 2007.Further sutudies showed that kncokdown of CABYR-a/b expression caused the significant enhancement of the chemosensitivities and inactivation of Akt in lung cancer cells.So far,there have not been reports concerning the biological functions for CABYR in lung cancer. Therefore, this project will focus on the mechanism of CABYR regulating the sensitivities to chemotherapeutics in lung cancer cells via Akt passway.At first,overexpressions or knockdowns of CABYR were performed in different subtypes of lung cancer cells, consequently evaluate (1) The sensitivites of lung cancer cells for the chenmotherapeutics; (2) the changes in the expression and the activation of Akt; (3) the activation of AKT regulated by CABYR is directly or indirectly;(4) the changes of Akt targeting proteins, especailly the proteins which are involved in the apoptosis; (5) finally, the mechanism of CABYR regulating the sensitivities of lung cancer cells for the chemotherapeutics via Akt passway will be determined by some interfereing or recruiting experiments. These results will give some important clues to lung cancer treatment and new drug discovery in clinic.

本课题申请人在2007年首次报道了CABYR是一个与肺癌相关的新的CT抗原。后续的研究发现CABYR-a/b沉默后，可显著提高肺癌细胞H460对化疗药物的敏感性，明显抑制AKT的活性。迄今为止关于CABYR在肺癌中的功能研究未见任何报道。本申请课题从CABYR调节AKT活性为切入点,揭示CABYR表达影响肺癌细胞对化疗药物敏感性的分子机制。首先在不同亚型的肺癌细胞中，对CABYR-a/b 或-c基因表达进行干预（过表达或沉默），接下来研究：(1)肺癌细胞对化疗药物的敏感性；（2）AKT表达及活性变化；（3）CABYR调节AKT活性是直接的，还是间接的；（4）AKT调控的下游蛋白，尤其是参与细胞凋亡的重要蛋白发生了那些变化；（5）最后通过一些干预或补救实验，阐明CABYR通过AKT调节肺癌细胞对化疗药物敏感性的分子机制。上述研究结果将为临床治疗肺癌和新药开发提供重要线索和新的视角。

钙结合的酪氨酸磷酸化调节蛋白（calcium-binding tyrosine phosphorylation-regulated protein，CABYR）是Soren等于2002年在精子中发现的，主要参与精子的能育力获得和鞭毛纤维鞘的形成。本实验室于2007年报道了CABYR是一个与肺癌相关的新的CT抗原。CABYR具有6种剪拼体，编码5种蛋白异构体。其中CABYR-a，-b不但最具有代表性，而且二者的mRNA序列及蛋白质序列非常相近。因此，本课题将CABYR-a，-b作为一个整体进行研究。通过对CABYR-a/b基因进行表达干预，证明了沉默该基因后可明显抑制肺癌细胞的体外增殖和体内荷瘤生长，但不诱导细胞凋亡。 进一步研究发现，CABYR-a/b沉默后可明显抑制肺癌细胞中Akt活性及其调控的下游靶蛋白表达。由于Akt信号通路在肺癌细胞中是组成性激活的，且该信号通路参与了肺癌细胞对化疗药物的敏感性。接下来我们选用了多种临床上常用的肺癌化疗药物处理上述细胞。体内外实验均发现沉默CABYR-a/b可明显促进肺癌细胞对多种化疗药物的敏感性，促进细胞凋亡，并且细胞凋亡的数量与药物的剂量呈明显的量效关系。表达干预或补救实验进一步证明CABYR-a/b是通过调控Akt/GSK3β/Caspase3/PARP信号通路调节肺癌细胞对多种化疗药物的敏感性。发现并证明了沉默CABYR-a/b虽然不影响PI3K的活性，但可影响Pten的表达及其磷酸化。进一步通过亲和纯化技术结合质谱分析和IP实验证明了CABYR-a/b与Akt没有直接的相互作用。上述部分研究结果发表在Molecular Cancer Research 2014; 12:335-347。在完成了本项目的内容之外。我们又发现了新的线索，并通过体内外实验证明了CABYR-a/b还可通过调控YAP/p73/DR5通路调节肺癌细胞对TRAIL的敏感性）。上述结果发表在Oncotarget 2016;7(8):9513-9524。该项目的研究成果申请了2项发明专利（见附件材料），目前这2个专利已进入了实审阶段。培养了2名博士研究生和2名硕士研究生。本项目的研究结果表明CABYR-a/b在肺癌细胞中不仅调控了线粒体凋亡通路，同时也控制着受体凋亡通路，这些结果将为临床治疗肺癌和新药设计提供了有重要价值的实验数据。