IRS1和IRS2对STAT3活性的调控机制

STAT3 plays an important role in tumorigenesis.The constitutive activation of STAT3 has been detected in a variety of cancers.IRS1 and IRS2 are two key factors in insulin signaling pathway as adaptors.In our preliminary study，we found that the insulin receptor substrate proteins(IRS-1 and IRS-2) interacted with STAT3 and thereafter influenced the JAK/STAT3 signaling pathway.We will study the molecular mechanism where IRS1 and IRS2 regulate STAT3 activation and reveal how IRS1 and IRS2 regulate the phosphorylation level of STAT3. We will also focus on the function of IRS1 and IRS2 in the EMT process induced by STAT3 activation.Our results will be evaluated by clinical data and mouse models for the correlation of the expression of IRS1 and IRS2 with STAT3 activation during tumorigenesis. We will provide evidence that how IRS1 and IRS2 are involved in STAT3-mediated tumorigenesis.

对于肿瘤发生及发展具有重要的作用。STAT3的持续激活常常导致细胞的恶性增殖，从而引发多种肿瘤。IRS1和IRS2是insulin信号通路中两个关键的介导因子。本项目在前期研究发现IRS1和IRS2与STAT3存在相互作用的基础上，深入研究IRS1和IRS2对STAT3活性的调控，从而揭示两个蛋白对肿瘤发生的作用机理。有趣的是，我们发现IRS1和IRS2对STAT3磷酸化的影响截然相反。本项目将重点研究IRS1和IRS2这两个保守的蛋白对STAT3活性相反调控的分子机制。我们将利用蛋白与蛋白相互作用，STAT3磷酸化与区磷酸化以及动物模型来验证IRS1和IRS2不同作用的机理，最后将利用肿瘤病理标本来分析IRS1和IRS2表达差异与STAT3磷酸化水平变化的相关性。本研究为揭示IRS1和IRS2 在STAT3所介导的肿瘤发生过程中的所扮演的角色提供理论依据。

STAT3对于肿瘤发生及发展具有重要的作用。STAT3的持续激活常常导致细胞的恶性增殖，从而引发多种肿瘤。IRS1和IRS2是insulin信号通路中两个关键的介导因子。本项目通过免疫共沉淀实验发现IRS1和IRS2与STAT3存在相互作用，有趣的是，在LIF因子的激活下，IRS1与STAT3的相互作用减弱，而IRS2与STAT3的相互作用反而增强。荧光酶活性实验发现IRS1对STAT3信号通路是抑制的，而IRS2对STAT3活性的调控是增强的。也就是说， IRS1和IRS2对STAT3磷酸化的影响截然相反。IRS1和IRS2这两个保守的蛋白对STAT3活性相反调控的分子机制主要是对STAT3形成二聚体入核的影响，在过表达IRS1的细胞中，IRS1明显地阻止了活化的内源性STAT3入核。与之不同的是，在IRS2过量表达的细胞中，即就是没有LIF处理，STAT3在细胞核中的分布是增多的。进一步发现两种蛋白均不与磷酸化失活形式的STAT3相互作用。. 进一步研究发现， IRS1/2和Dvl2之间存在相互作用，过表达IRS1或IRS2之后Dvl2的表达水平上升，而沉默内源的IRS1/2之后Dvl2的表达水平下降却不影响Dvl2的mRNA水平，暗示IRS1/2可能参与调节Dvl2的稳定性。生化实验证实IRS1/2可以增强Dvl2的稳定性。这些结果提示IRS1/2可能通过Dvl2参与调节Wnt/β-catenin信号通路。.荧光素酶活性测定表明IRS1/2可以促进Wnt/β-catenin信号通路，生化实验结果显示IRS1/2可以提高β-catenin的表达水平和入核行为，同时增加Wnt/β-catenin信号通路下游靶基因c-Myc和CYCLIN D1的表达。进一步研究发现IRS1/2是通过抑制自噬对Dvl2的降解提高后者稳定性。同时，IRS1/2依赖Dvl2增强Wnt3a诱导的上皮细胞-间充质细胞转变(EMT)。这些研究不仅加深了对IRS1/2分子作用机制和生物学功能的理解，而且进一步揭示了胰岛素信号通路和Wnt信号通路之间在细胞增殖和EMT发生过程中的cross-talk，因此我们认为IRS1/2和Dvl2可能共同参与了肿瘤的发生发展。