PAK4对TGF-β/Smad信号通路的负调节在胃癌细胞周期调控中的作用及机制

PAK4是一类保守的丝/苏氨酸激酶，参与调节细胞生存、细胞周期等多种细胞活动，是癌细胞信号转导网络的枢纽。Smad3是我们用酵母双杂交技术筛选到的PAK4新的结合蛋白，在TGF-β介导的细胞周期阻滞中起重要作用。前期工作表明PAK4与Smad3相互作用，并抑制Smad3对p21启动子的转录激活，而且PAK4在多种胃癌细胞系中高表达，说明PAK4可能通过负调节TGF-β/Smad3信号通路在胃癌细胞周期调控中起重要作用。本课题旨在验证PAK4与Smad3体内的相互作用，确定二者相互作用区域，并检测这种相互作用对胃癌细胞周期和成瘤性的影响，探讨PAK4负调节TGF-β/Smad3信号通路的机制，分析临床胃癌样本中PAK4和Smad3的表达与胃癌临床病理和预后的关系。本课题能使我们弄清PAK4负调节TGF-β/Smad3信号通路在胃癌细胞周期调控中的作用及其机制，为胃癌治疗提供新的靶点。

PAK4是一种保守的丝/苏氨酸蛋白激酶，参与调节细胞骨架重组、细胞生存、细胞周期等多种细胞活动，是癌细胞信号转导网络的枢纽。Smad3是我们用酵母双杂交技术筛选到的PAK4新的结合蛋白，在TGF-β介导的细胞周期阻滞中起重要作用。我们的结果表明PAK4可与Smad2/3/4直接相互作用；PAK4通过结合Smad2/3的C末端抑制其SSXS序列（Smad2Ser465/467和Smad3Ser423/425）被受体TβRI磷酸化，进一步抑制Smad2/3与Smad4形成转录复合物及p-Smad2/3 C的核转位，从而抑制TGF-β1引起的细胞周期相关蛋白c-myc和p21(Waf1/Cip1)的变化和TGF-β1介导的细胞周期阻滞。我们确定了PAK4磷酸化Smad2的位点是Ser465。临床胃癌样本分析表明，胃癌组织中pPAK4Ser474和pSmad2Ser465的表达水平显著升高且呈正相关，pSmad2Ser465与胃癌发生相关，而pPAK4Ser474在胃癌的发生和进展期均起作用。这些发现揭示了PAK4负调节TGF-β/Smads信号通路的机制，明确了PAK4在TGF-β1介导的胃癌细胞周期阻滞中的作用，为阐明胃癌发生的分子机制提供了新的依据。