PRL-3通过RAP1转录调控RPA32的机制研究

Tyrosine phosphatase PRL-3 plays an important role in the of tumor development. Several groups identified that PRL-3 promote cell migration and invasion, but there is still puzzles of the PRL-3’s role in DNA damage, genomic instability and tumorigenesis. In the previous study, we found that PRL-3 directly interact with RAP1 and form complex on the telomere end with TRF2. The complex induces telomere deprotection, chromosomal instability, and tumorigenesis. Furthermore, PRL-3 was recruited on the non-telomere chromosomal in a RAP1 dependent manner. It has been reported that RAP1 regulate downstream gene transcription when it locate on non-telomere chromosomal. DNA repair gene RPA32 is one of the downstream genes. We verified that PRL-3 indirectly combine with the 5’UTR of RPA32 gene by CHIP experiment. PRL-3’s mRNA level negatively correlates with RPA32. Base on the above studies, we proposed that PRL-3 regulate RPA32 transcription through RAP1.

酪氨酸磷酸酶PRL-3在肿瘤发展中具有重要作用。目前研究确证了PRL-3促进肿瘤侵袭转移的能力，但是对其在DNA损伤修复、基因组不稳定中的作用和机制尚不明确。我们发现PRL-3通过端粒保护蛋白RAP1和TRF2在端粒末端形成复合物，从而导致端粒末端去保护、染色质不稳定，最终导致肿瘤发生。进一步研究发现PRL-3也可通过RAP1与染色质非端粒区域DNA结合。文献报道和我们前期数据均证实，细胞内少量RAP1蛋白可定位于染色质非端粒DNA区域，参与下游靶基因的转录调控，其中包括DNA损伤修复基因RPA32。CHIP实验证实PRL-3降低RAP1在RPA32基因5’UTR区域的富集，同时PRL-3能与RPA32基因5’UTR区域间接结合。此外，PRL-3与RPA32基因的mRNA和蛋白表达水平在结肠癌中呈明显负相关。因此，我们推测PRL-3可能通过RAP1转录调控RPA32基因参与DNA损伤修复。

PRL-3与肿瘤发生发展关系密切。前期研究发现PRL-3不仅能与RAP1和TRF2在端粒末端形成复合物，导致染色质不稳定，也能通过与RAP1相互作用与染色质非端粒区域DNA结合，参与下游靶基因的转录调控，其中包括DNA损伤修复基因RPA32。因此，我们推测PRL-3可能通过RAP1转录调控RPA32基因参与DNA损伤修复。在项目执行过程中，我们基本完成了项目内的研究内容，明确了PRL-3、RAP1、RPA32在结肠癌中表达相关性，证实了PRL-3具备转录辅助因子活性，可间接激活RPA32的转录活性,RAP1可通过与PRL-3相互作用，竞争抑制RPA32的转录活性。在原定研究内容的基础上，我们进一步研究发现PRL-3可通过SUMO化修饰CHK2（K349）蛋白促进其胞浆转位，提示胃癌早期患者预后差；网络数据分析提示PRL-3是结直肠癌患者放疗预后的不良因素，机制探索发现电离辐射可以通过促进PRL-3分泌，增加肠癌细胞运动能力，进一步研究发现PRL-3通过与高尔基体蛋白TMED10相互作用，使其在高尔基体或其他分泌囊泡的分布，进而促进肿瘤细胞的运动能力。为进一步扩大PRL-3在实体肿瘤研究中的广度，我们证实了PRL-3在肾透明细胞癌中的癌基因作用，及其与肿瘤中心的CD8+TIL 、肿瘤侵袭边缘组织的CD3+TILs负相关性，提示PRL-3在免疫微环境中的重要作用。同时在项目执行期间，我们利用自身优势积极探索PRL-3在临床诊疗领域的潜在应用价值，研究证实了PRL-3单克隆抗体具有较好的抑制肿瘤转移、生长的抗肿瘤活性；此外，血清中游离PRL-3水平是消化道肿瘤（食管癌、胃癌、肠癌等）早期筛查及判断预后潜在的血清学标志物。上述研究内容拓宽了PRL-3在实体肿瘤研究中的维度，对全面认识PRL-3在肿瘤发生发展中的作用及机制具有重要意义。