肿瘤细胞中Autotaxin表达调控分子机理的研究

Autotaxin (ATX) 是一个具有lysoPLD活性的分泌型糖蛋白，它的主要生理功能是以溶血磷脂酰胆碱（LPC）为底物催化生成溶血磷脂酸（LPA）。ATX在许多肿瘤细胞中的高表达，对肿瘤的发生和发展，特别是肿瘤的迁移起着重要作用，被认为是一个重要的肿瘤治疗靶位，但是人们对于肿瘤细胞中ATX表达调控的分子机理尚缺乏了解。组蛋白乙酰转移酶(HAT)和组蛋白去乙酰化酶(HDAC)决定组蛋白和转录因子的乙酰化状态，改变染色质结构或转录因子的活性，从而调控相关基因的表达。我们的前期研究发现HDAC抑制剂TSA可以诱导肿瘤细胞中ATX的表达，HDAC3和HDAC7参与ATX的表达调控，抑制HDAC3和HDAC7促进肿瘤细胞中ATX的表达。在本项目中我们将深入研究蛋白乙酰化修饰调控ATX表达的分子机理和生物学意义，阐明肿瘤细胞中ATX表达调控的信号通路，为肿瘤治疗新方法的研发提供理论依据。

在本项目中，我们完成了三方面的工作：.1. 肿瘤细胞中ATX的表达调控机制研究.ATX具溶血磷脂酶D（lysoPLD）活性，以LPC为底物催化生成LPA。LPA是一个多功能的生物活性溶血磷脂分子，参与多种生理病理进程。ATX在一些肿瘤细胞中高表达，促进肿瘤细胞的生长和迁移，被认为是肿瘤治疗的靶标；但是，在另外一些肿瘤细胞中ATX表达水平很低或不表达。我们发现HDAC3和HDAC7协同抑制肿瘤细胞中ATX的表达，HDAC3发挥去乙酰化酶活性，通过抑制ATX启动子区域的组蛋白乙酰化来抑制ATX的表达，但是HDAC7对ATX的表达抑制作用不依赖于其去乙酰化酶活性。组蛋白去乙酰化酶抑制剂（HDACi）可以在诱导肿瘤细胞凋亡，同时通过抑制HDAC3和HDAC7诱导ATX的表达。ATX表达上调促进肿瘤细胞微环境内LPA的产生，LPA发挥其抗凋亡作用，使ATX-LPA通路成为一种肿瘤的抗药性机制，将ATX-LPA通路抑制剂和HDACi联合使用，能够显著提高HDACi杀伤肿瘤细胞的功效。..2. 血浆中结直肠癌进程相关的磷脂标志物的鉴定.结直肠癌的发展经历了腺瘤到肿瘤的转变过程。我们采集了健康对照、结直肠息肉腺瘤和结直肠癌患者的血浆样本，通过质谱检测血浆中磷脂分子及其亚类的含量。结果表明，血浆中LPC含量从健康到息肉腺瘤再到肿瘤的过程中逐渐下降。我们以LPC、SM和SPC等含胆碱的生物活性磷脂分子的血浆含量为参数，通过生物统计分析，建立了能够有效区分健康对照、结直肠息肉腺瘤和结直肠肿瘤患者和结直肠癌患者的分子模型。这些含胆碱基团的生物活性脂类分子可以作为结直肠癌进程的分子标记，它们的代谢可能与结直肠癌的发生和发展相关。..3. 感染免疫过程中ATX-LPA通路的调控机制及其生物学意义.我们的研究发现细菌脂多糖（LPS）可以诱导人单核细胞THP-1中ATX和LPA受体LPA3的表达。PKR介导的p38和JNK1信号通路和SPK1介导的PI3K-AKT-βcatenin信号通路参与ATX表达上调；PKR介导的p38和JNK1信号通路和SPK1介导的ERA活化参与LPA3表达上调。siRNA沉默ATX或者LPA3都能够抑制LPS诱导THP-1细胞中CCL8的表达，表明ATX-LPA-LPA3通路参与细菌感染过程中趋化因子的表达调控。.