肿瘤抗原MUC1串联重复序列多肽对肿瘤生长的抑制机制研究

MUC1是黏蛋白家族的跨膜糖蛋白，至少存在二个亚单位，是重要的肿瘤标志物，其作为癌基因可导致正常细胞恶性转化。但在细胞恶性转化中MUC1各亚单位的作用仍无定论。最近，我们发现外源MUC1串联重复序列多肽（MUC1多肽）直接抑制多种人肿瘤细胞生长；发现细胞表面存在Small MUC1(sMUC1)，MUC1多肽通过与sMUC1结合抑制肿瘤生长。因此，sMUC1在细胞恶性转化中可能起关键作用。本研究拟通过体内肿瘤模型及体外细胞培养分析MUC1多肽对肿瘤生长的抑制作用与sMUC1表达的关系；通过氨基酸测序确定sMUC1氨基酸结构，重新认识MUC1蛋白在细胞表面的存在方式；通过基因稳定转染及基因沉默等技术分析sMUC1生物学功能，采用免疫沉淀技术寻找介导sMUC1作用的信号调节蛋白。最终阐明sMUC1是细胞恶性转化的关键蛋白，揭示MUC1多肽的抗肿瘤机制，为开发新的抗肿瘤药物提供新策略。

最近研究显示MUC1 C-末端亚单位（MUC1-CT）具有癌蛋白作用, MUC1 N-末端亚单位（MUC1-N）在肿瘤发生中的作用还不清楚。本研究发现含有7个串联重复序列的外源性MUC1多肽（简称MUC1多肽）能直接抑制T淋巴瘤Jurkat、肝癌SMCC7721、乳腺癌MCF-7、B淋巴瘤Raji和单核淋巴瘤U937细胞增殖。而且MUC1多肽也能抑制BABL/c小鼠Jurkat细胞皮下移植瘤的生长(P＜0.05)。抗体封闭及MUC1 siRNA沉默Jurkat细胞的MUC1，结果发现MUC1多肽诱导的Jurkat细胞生长抑制作用消失，提示外源性MUC1多肽抑制肿瘤细胞生长可能是通过结合细胞膜型MUC1蛋白发挥作用。研究进一步通过GST-pull down实验鉴定了与外源性MUC1多肽相互作用的蛋白，与抗MUC1串联重复序列的两种单克隆抗体发生反应，分子量大约110 kDa，明显小于常规MUC1（200-300）kDa,主要分布癌症细胞表面，证实了小MUC1蛋白的存在。进一步设计MUC1通用引物，对MCF-7及SMMC7721的MUC1基因进行分析，结果发现两个MUC1的基因片断，经测序分析显示其中一条是MUC1-Y，950 bp（不含MUC1串联重复序列）,另一条是含有两个串联重复的小MUC1基因，1800 bp。我们将全长MUC1转染小鼠B16细胞后，发现B16细胞的生长受到明显抑制、迁移能力明显下降，MUC1介导的信号传导分子（细胞核β-catenin，cyclin D1， c-Myc）明显下调，提示了人类全长MUC1改变了小鼠B16细胞的恶性表型。由于人类的MUC1与小鼠Muc1胞外段的同源性仅在34%，而胞内段的同源性85%。我们的结果提示胞外段MUC1-N在肿瘤发生中可能也起到重要作用。进一步，通过MUC1 RNAi实验获得MUC1基因沉默而不影响MUC1-Y的SMMC7721细胞系，MUC1-Y没有胞外段串联重复，结果发现，MUC1基因沉默明显抑制肝癌细胞的生长，诱导肝癌细胞凋亡，导致多种细胞生长的信号传导路相关基因下调，提示单纯胞内段MUC1-CT可能不足以促进细胞增殖，胞外段MUC1-N可能通过调节生长因子介导的信号调节MUC1-CT的癌蛋白作用。本研究为抗肿瘤药物开发提供新的靶点和策略。