Mps1通过磷酸化ERα参与乳腺癌内分泌耐药的分子机制研究

Estrogen receptors are members of the steroid hormone superfamily of nuclear receptors that act as ligand-activated transcription factors. Like other steroid hormone receptors, estrogen receptor α is a substrate for protein kinases, and phosphorylation has profound effects on the function of this receptor and endocrine resistance. However, the contributions of specific kinases in endocrine resistance are still not fully understood. Our previous work showed that ERα associates with Mps1, an important kinase in spindle assembly checkpoint. Erα phosphorylation by Mps1 led to enhanced ERα transcriptional activity and increased resistance to tamoxifen treatment. Taken together, we would like to explore further the interaction of Mps1 with ERα and their biological significance, elucidating the molecular mechanism of Mps1 in endocrine resistance in breast cancer. Furthermore, the importance of Mps1 in endocrine resistance and the usefulness as a therapeutic target for breast cancer could be uncovered through the correlation study between Mps1 and ERα protein expression from a large cohort of subjects with breast cancer.

ERα的磷酸化修饰能够精确的调控其转录活性，在乳腺癌的发生发展及内分泌治疗耐药等方面扮演重要角色。因此，分离鉴定靶向ERα的蛋白激酶对于阐明乳腺癌耐药的分子机制至关重要。我们前期研究发现参与有丝分裂纺锤体组装检查点的重要激酶Mps1能与ERα发生相互作用,过表达Mps1通过诱导ERα发生丝氨酸磷酸化上调ERα的转录活性。进一步研究表明，Mps1高表达细胞呈现生长优势，而且对他莫昔芬诱导的细胞死亡不敏感。这些研究提示我们，Mps1很有可能通过磷酸化修饰ERa这种新的调控方式参与乳腺癌的发展及内分泌耐药。本项目拟进一步研究Mps1通过ERα的磷酸化调控其转录活性的分子机制，评估二者相互作用对乳腺癌细胞转移、侵袭以及成瘤的影响，并通过临床标本及已经发表的数据库，分析Mps1磷酸化ERα与临床病理分期、乳腺癌耐药及预后的关系，揭示Mps1在乳腺癌发生中的重要意义及可能的分子机制。

乳腺癌是全世界女性发病率最高的恶性肿瘤之一。雌激素(E2)在乳腺癌发生发展过程中起重要作用, 它通过与雌激素受体(estrogen receptor, ER)结合，参与调控细胞增殖和分化，进而参与乳腺癌发生和发展。目前已发现ERα调节分子较多，调节机制也各不相同。其中ERα的磷酸化修饰能够精确调控其转录活性，是一种重要的调节方式。目前已经发现一些能够调节ERα磷酸化的因子，但已知的这些因子对于ERα磷酸化的途径比较单一，机制不十分明确，特别是位于C端磷酸化位点以及相关激酶研究更是少之又少。.研究方法：.1、利用免疫共沉淀、免疫印迹、免疫荧光等技术，研究ERα与Mps1的相互作用及相互作用在细胞中的定位，及Mps1磷酸化修饰ERα对其稳定性的影响。.2、通过RT-PCR，研究Mps1对ERα转录活性的影响及对ERα调控的下游基因表达水平的影响。.3、通过质谱技术，确定Mps1磷酸化ERα位点并使用荧光素酶活性分析技术来验证。 .4、利用细胞克隆形成、软琼脂克隆形成以及细胞划痕实验，研究Mps1通过ERα磷酸化对乳腺癌细胞生长、迁移能力的影响，探究Mps1在乳腺癌细胞对TAM敏感性方面的影响。.5、通过分析公共数据库的乳腺癌基因表达谱GSE7390中Mps1 mRNA水平，研究Mps1与乳腺癌预后及生存率的关系。.研究结果：.1、Mps1与ERα之间存在相互作用，定位在细胞核内，可磷酸化修饰ERα并增强其稳定性。 .2、Mps1增强ERα转录活性，提高ERα调控的下游基因表达水平。.3、质谱鉴定出Mps1可以使ERα的第224、559位氨基酸发生磷酸化。.4、Mps1通过磷酸化修饰ERα促进乳腺癌细胞的生长与迁移，降低乳腺癌细胞对TAM的敏感性。.5、Mps1 mRNA高表达组相对于其低表达组预后不好，Mps1 mRNA高表达组生存率低于低表达组。.结论：.本研究通过对Mps1与ERα之间相互作用及其生物效应的研究，首次阐明了Mps1与ERα之间存在相互作用并且Mps1可以使ERα发生磷酸化；二者之间相互作用能够增强ERα的转录活性；同时Mps1可以通过影响ERα转录活性从而影响乳腺癌细胞的生长及迁移能力；进一步研究发现Mps1磷酸化修饰ERα会导致乳腺癌细胞对TAM敏感性降低，Mps1高表达影响乳腺癌患者预后及生存率。