TGF-β信号在TSP50诱导的肿瘤细胞增殖中的作用及机制研究

Cancer is a serious threat to human health, its incidence rates have increased each year. There are many factors involved in tumorigenesis, but oncogene activation and tumor-suppressor gene inactivation are the main reason. Testes specific protein 50 is a protooncogene identified in 1999. It is highly expressed in human testes, and not or low expressed in other normal tissues, but it is expressed abnormally at high levels in various cancer tissues. Our previous results revealed that TSP50 can promote cell proliferation and tumor formation through activation of the NF-kappa beta (NF-κB) signaling pathway. Furthermore TSP50 can inhibit TGF-β signal, but the function and mechanisms of TGF-β signal in TSP50 induced cell proliferation are still unclear. In the present project, we will investigate the function and mechanisms of TGF-β signal in TSP50 induced cell proliferation, thereby clarify the mechanisms of TSP50 promote tumorigenesis, and further provide a noval approach for cancer prevention and treatment.

恶性肿瘤是严重威胁人类健康的疾病，其发病率有逐年增高的趋势。在肿瘤发生过程中有多种因素参与其中，而癌基因的激活和抑癌基因的失活是主要的原因。睾丸特异性蛋白50（testes specific protein 50, TSP50）是99年发现的原癌基因，其仅表达在正常男性睾丸组织中，而在其它组织则鲜有表达，但该基因却异常高表达在多种肿瘤组织中。我们以往的研究结果显示，TSP50可通过增强NF-kB信号促进细胞的增殖及体内成瘤能力，从而促进肿瘤的发生。而且其可抑制TGF-β信号，但TGF-β信号在TSP50诱导的细胞增殖中的作用及其具体机制尚不十分清楚。因此本研究拟对TGF-β信号通路在TSP50诱导的细胞增殖中的作用及机制进行研究，以期阐明TSP50促进肿瘤发生的机制，并进一步为恶性肿瘤的预防及治疗提供新的途径。

TSP50在细胞增殖和肿瘤发生中发挥着重要作用。我们以往的研究发现，过表达TSP50可以明显抑制TGF-β信号，但其具体机制尚不清楚。本研究探讨了TGF-β信号在TSP50诱导的细胞增殖中的作用及机制。报告基因法和免疫印迹分析结果表明，TSP50过表达后显著抑制了CAGA-luc报告基因活性，并且明显降低了smad2/3在细胞核的分布。相反，在高表达TSP50的细胞系中敲低内源的TSP50水平能显著增加smad2/3在细胞核内的积聚，表明TSP50对TGF-β信号通路有抑制作用。之后我们探讨了TSP50与TGF-β信号通路中的信号分子的相互作用。结果显示，TSP50可直接结合ActRⅡA，而和ActRⅠB之间不存在相互作用。进一步的机制研究发现，TSP50和ActRⅡA之间的相互作用可抑制ActRⅡA 和ActRⅠB的磷酸化水平，进而抑制smad2/3的核转移。并且，ActRⅠB激活型突变体可明显逆转TSP50对报告载体CAGA-luc和Smad2/3的核转移的抑制作用。同样，ki67染色、BrdU掺入、克隆形成等实验以及进一步的体内裸鼠荷瘤分析也证明，ActRⅠB激活型突变体能成功抑制TSP50诱导的细胞增殖和肿瘤的形成能力。这些结果表明，TGF-β信号通路的抑制对于TSP50诱导的细胞增殖和肿瘤的形成是必需的。我们又分析了TSP50过表达对TGF-β信号通路靶基因p27和p21的影响，结果发现TSP50过表达能减少p27蛋白的表达，而对p21的表达没有明显影响。为了进一步证实以上结果，我们通过免疫组织化学方法分析了人乳腺癌组织中TSP50和p-Smad2/3以及p27表达水平之间的相关性。结果显示，在人乳腺癌组织中TSP50和p-Smad2/3以及TSP50和p27之间表达呈负相关。最后我们还分析了TSP50和p-Smad2/3以及p27之间表达呈负相关性的临床意义，我们主要检测了乳腺癌临床诊断相关重要参数，如肿瘤大小、肿瘤分级、ER、PR和HER-2水平与TSP50/ p-Samd2/3 以及TSP50/ p27表达的相关性。结果表明，这些重要的临床参数和TSP50/ p-Samd2/3 以及TSP50/ p27水平之间密切相关。总之，本研究揭示了TSP50促进细胞增殖和肿瘤发生的新机制，为乳腺癌的治疗提供了一个新的作用靶点。