结肠腺瘤息肉蛋白突变引发Gardner综合症及其纤毛生长紊乱之分子机制研究

Gardner综合症表现为易于癌变的结直肠腺瘤并伴发全身性肿瘤，是一种显性遗传性疾病。Gardner综合症发病的分子基础是结肠腺瘤息肉蛋白(APC)基因截短突变，且常见的纤毛相关疾病存在于Gardner综合症的肠外病变中。目前关于APC突变引起Gardner综合症中纤毛生长异常的分子机制尚不清楚。本项目将在前期发现APC蛋白突变子过表达引发纤毛生长异常的基础上, 研究APC蛋白在细胞纤毛生长发育中的作用。通过建立APC蛋白不同突变子的稳定表达细胞株系, 探究APC蛋白截短突变引起细胞纤毛生长紊乱的分子机制，以及对纤毛生长相关信号通路Wnt, Hedgehog和PDGFR的影响。 同时应用Gardner综合症病人肠道息肉及其它相关部位样本, 研究并建立APC蛋白的不同突变位点与纤毛生长异常，Gardner综合症之相关性图谱,为Gardner综合症的诊断和治疗，肠癌的防治提供理论依据。

Gardner综合征表现为易于癌变的结直肠腺瘤并伴发全身性肿瘤，其发病的分子基础是结肠腺瘤息肉蛋白(APC)基因截短突变，且常见的纤毛相关疾病也存在于Gardner综合征的肠外病变中。本项目研究了结肠腺瘤息肉蛋白突变引发Gardner综合症及其纤毛生长紊乱之分子机制。研究成果包括以下三部分：.1. APC在纤毛形成中表达上调且定位于纤毛基体；APC的N端片段APC-N1，APC-N2和APC-N3（分别包含氨基酸序列1-1018，1019-2038和2039-2843）的表达不同程度的抑制纤毛组装，其中APC-N2对纤毛形成的抑制作用最明显，APC-N3和APC-N1次之。.2. 研究结果表明，APC的N端片段是通过激活PI3K/AKT信号通路，进而抑制GSK3β的活性，使得纤毛形成受到抑制。APC-N2和APC-N3还可通过降低细胞内γ-tubulin蛋白的表达量导致纤毛受损；APC-N2还能够降低细胞acetylated tubulin的表达，影响微管蛋白的乙酰化从而抑制纤毛的形成。研究结果还显示，APC-N2通过提高CD29的表达增加了细胞与基质间粘附；通过下调E-cadherin减弱了细胞与细胞之间的粘附， 由此也影响了纤毛的组装。.3. 实验结果发现, APC-N端片段的过量表达分别引起Wnt和Hedgehog信号通路中的β-catenin和Gli1表达上调、Gli3R表达下降，这表明APC-N端的过量表达激活了纤毛相关的Wnt和Hedgehog信号通路。肠癌组织和肠癌细胞系中Gli1和β-catenin的表达具有协同性，二者之间存在相互作用。过表达的Gli1与 β-catenin形成复合物，促进二者的核输入，导致C-myc的表达上调而影响纤毛生长，导致肠道肿瘤的恶性转化。