Akt磷酸化Prohibitin介导其线粒体转位促进膀胱癌的增殖

Bladder cancer is one of the most common cancer, but the carcinogenesis and progression of bladder cancer is not clear. Prohibitin (PHB) can inhibit cell proliferation, has been considered to be a tumor suppressor gene. However we find PHB is overexpressed in bladder cancer. Furthermore, Akt phosphorylate PHB on serine to up-regulate the expression of PHB, which is localized in the inner mitochondrial membrane. The inhibiton of PI3K/Akt pathway can remove the serine phosphorylation of PHB and promote the mitochondrial PHB translocation to nucleus, and inhibit the proliferation of bladder cancer cells. We hypothesize that Akt phosphorylates PHB to mediate its mitochondrial localization and promote the proliferation of bladder cancer cells. In this project we plan to obtain reliable evidence of Akt phosphorylating PHB mediated its insertion into mitochondria, by using immunoprecipitation, mutation, kinase analysis method , and analysis of clinical data of bladder cancer. Futhermore we paln to reveal the mechanism of PHB in the promotion of tumor progression by establishment of in vitro cell model and in situ bladder tumor animal model. Our study will provide the scientific basis for the establishment of PHB as a new prognostic marker and treatment target for bladder cancer.

膀胱癌是泌尿系统最常见的恶性肿瘤之一，但是膀胱癌发生及进展机制目前尚未清楚。Prohibitin(PHB)具有抑制增殖作用，一直被认为是肿瘤抑制基因。但是，本实验室发现，在膀胱癌患者的癌组织中PHB表达上调；深入研究显示，Akt通过磷酸化PHB上的丝氨酸来介导表达上调的PHB定位于线粒体内膜。使用PI3K/Akt通路抑制剂抑制Akt的活性可以去除PHB蛋白内丝氨酸位点被磷酸化，也同时促使线粒体内的PHB向细胞核内转移，导致细胞增殖被抑制。由此，我们提出假设：Akt磷酸化PHB介导其线粒体转位并促进膀胱癌细胞增殖。本项目拟采用免疫共沉淀、位点突变、激酶分析等手段以及大量分析膀胱癌的临床样本，获得Akt 直接磷酸化PHB介导其嵌入线粒体的可靠证据。建立体外细胞模型和原位膀胱移植瘤动物模型，揭示PHB促进肿瘤发生发展的机制，为确立PHB 作为膀胱癌预后指标和治疗新靶点提供科学依据。

恶性肿瘤是目前威胁着人类健康最危险的疾病之一，且少有早期诊断的标志物。其中在世界范围内，膀胱癌发病率位居恶性肿瘤的第九位，膀胱癌的发生及进展过程复杂，既有内在的遗传因素，又有外在的环境因素，具体的机制仍未清楚。虽已有研究证明Prohibitin (PHB) 与肿瘤的发生发展相关，我们的前期实验研究也证明PHB与膀胱尿路上皮癌的发生发展密切相关，但PHB在膀胱尿路上皮癌中的具体作用及机制尚未清楚。本课题组首次系统性的研究了PHB对膀胱尿路上皮癌细胞增殖的影响及其调控的分子机制。 我们课题组通过对PHB与膀胱尿路上皮癌患者临床预后关系的分析证实PHB与膀胱尿路上皮癌患者预后密切相关。内源性Akt能直接调控PHB在Thr258位点的磷酸化。此外，组成性激活的PHB-T258D不但能显著诱导细胞增殖甚至能抵消掉使用Akt抑制剂处理后对细胞增殖的抑制作用。因此我们在本研究中首次证明，通过PI3K/Akt通路PHB在Thr258位点受到磷酸化，从而获得促进细胞增殖的能力。 本研究首次在膀胱尿路上皮癌中确定了PHB作为Akt磷酸化的真正底物。我们的研究结果表明，Akt在Thr258位点磷酸化PHB，这种修饰促进PHB定位于线粒体，从而引起肿瘤细胞增殖，证明了PHB是膀胱尿路上皮癌的发生发展过程中的一种非常重要的调节分子。为确立PHB作为膀胱尿路上皮癌病人预后指标和治疗新靶点提供科学依据。