IKBKE通过增强PLK4稳定性促进NSCLC中心体扩增的作用及机制研究

Centrosome amplification can result in chromosomal instability, which plays a crucial role in the development and progression of NSCLC. IKBKE is a member of non-canonical IKB kinase family, whose role in centrosome amplification remains unknown. Our previous work revealed that IKBKE overexpression was found in part of NSCLC, IKBKE could locate in centrosome and induce centrosome amplification after being transfected into H1299 cell line, and IKBKE could increase the expression of centrosome number modulator-PLK4 at protein level that could be inhibited by MG132 treatment. Base on above findings, we hypothesized that IKBKE be a new centrosome protein which induces centrosome amplification through phosphorylating PLK4, increasing its stability and inhibiting its ubiquitin degradation to promote the chromosomal instability of NSCLC. To test the hypothesis, we perform experiments at molecular, cellular and tissue levels with NSCLC cell lines and tissues to validate the role of IKBKE in centrosome localization and amplification, clarify the molecular mechanism of centrosome amplification induced by IKBKE through regulating PLK4, and verify the correlation of IKBKE with PLK4 and centrosome amplification and evaluate their prognostic value. Our results will provide novel theory basis and therapeutic targets for the treatment and prevention of NSCLC.

中心体扩增导致染色体不稳定，在NSCLC发生发展中起重要作用。IKBKE属非经典IKB激酶，在中心体扩增中的作用及机制未见报道。课题组前期研究发现：①IKBKE在部分NSCLC高表达；②IKBKE转染H1299细胞，可定位于中心体并促进中心体扩增；③过表达IKBKE增强中心体数量调控分子PLK4蛋白表达，而MG132可抑制这种增强作用。基于上述现象提出：IKBKE是新的中心体蛋白，通过磷酸化修饰PLK4，增强其稳定性，抑制其泛素化降解，从而促进中心体扩增，导致NSCLC染色体不稳定。为证实该假说，本课题拟利用NSCLC细胞系及病理标本，从分子、细胞及组织水平，明确IKBKE的中心体定位特点和扩增作用，阐明IKBKE通过调控PLK4促进中心体扩增的分子机制，组织中进一步验证IKBKE与PLK4、中心体扩增的调控关系，评估其预后价值。研究结果将为NSCLC的防治提供新的理论基础和治疗靶点。

研究背景：.肺癌是最常见的恶性肿瘤，非小细胞肺癌是最主要的病理类型，其发病机制尚未阐明。既往研究发现，中心体扩增能够导致细胞染色体不稳定，在肿瘤的发生、恶性演变及耐药中发挥重要作用。研究表明，中心体扩增是NSCLC细胞常见的生物学改变，与NSCLC癌变及进展密切相关IKBKE属非经典IKB激酶，是IKK家族的新成员，IKBKE在多种恶性肿瘤中具有癌基因作用。迄今为止，IKBKE在中心体扩增中的作用及机制尚不清楚。.研究内容：.本课题的主要研究内容本课题拟利用NSCLC细胞系及病理标本，从分子、细胞及组织水平，明确IKBKE的中心体定位特点和扩增作用，阐明IKBKE通过调控PLK4促进中心体扩增的分子机制，组织中进一步验证IKBKE与PLK4、中心体扩增的调控关系，评估其预后价值..重要研究结果：.1、我们构建非小细胞的组织芯片，收集52例肺腺癌和50例肺鳞癌病理标本，进行IKBKE的免疫组化染色，IKBKE表达与非小细胞肺癌预后不良相关。.2、在非小细胞肺癌细胞上调或下调IKBKE表明，IKBKE能够促进非小细胞肺癌增殖侵袭。.3、我们在P53突变的非小细胞肺癌细胞过表达IKBKE，行中心体免疫荧光染色，显示IKBKE能够定位细胞的中心体，并能促进中心体的扩增。PLK4是中心体数量调控的主要调控者。IKBKE与PLK4功能突变体共转染，能够抑制IKBKE对中心体扩增的促进作用。.4、在HEK293T转染IKBKE能够上调PLK4蛋白表达，蛋白酶体抑制剂能够抑制这种作用。RT-PCR显示过表达IKBKE对PLK4 mRNA无影响。IKBKE通过PLK4蛋白调控中心体扩增。.关键数据：.IKBKE在非小细胞肺癌的癌组织高表达，与预后不良相关。IKBKE能够定位于细胞的中心体，促进中心体的扩增，抑制PLK4能够抑制这种中心体扩增作用。.研究意义：.本课题进一步阐明IKBKE参与非小细胞肺癌发生发展的作用及机制，为针对IKBKE的靶向治疗提供治疗靶点和理论依据。