PAK5调控大肠癌细胞转移及凋亡抵抗的分子机制研究

我们前期工作已经证明：PAK5在大肠癌的演化过程中，表达逐步增强，并调节整合素介导的大肠癌细胞粘附以及迁移，通过磷酸化BAD介导喜树碱诱导的大肠癌细胞凋亡抵抗，提示PAK5参与大肠癌的演化过程,但PAK5参与大肠癌粘附、迁移以及凋亡抵抗的机制尚待进一步研究。PAK5作为小GTP酶Cdc42的下游靶蛋白，二者相互作用可能参与了细胞的粘附、迁移以及凋亡抵抗过程。因此，本项目将构建PAK5全长、Cdc42结合位点突变以及激酶活性突变质粒，采用基因转染、共转染以及RNA干扰技术， 研究PAK5和Cdc42的相互作用对整合素介导的大肠癌细胞粘附、迁移、侵袭、细胞骨架重排、丝/片状伪足形成过等生物学行为的影响；研究PAK5和Cdc42的相互作用是否通过PIP3-Akt-BAD以及Raf-1-BAD两条信号通路磷酸化BAD并介导化疗药物诱导的细胞凋亡抵抗，为大肠癌转移的防治以及临床选择化疗药物提供依据。

本项研究发PAK5以及Cdc42在大肠癌细胞以及组织中高表达，且二者存在相互用作，导致PAK5转移至片状伪足，并和整合素相互作用，增强大肠癌细胞的迁移以及侵袭能力；但是在细胞中转染与Cdc42相互作用位点突变质粒flag-PAK5△CRIB，PAK5不能转位至片状伪足，并且细胞的迁移以及侵袭能力降低。转染与Integrin相互作用位点突变质粒flag-PAK5△IBD质粒后，PAK5仍可以转移至片状伪足，但迁移能力以及侵袭能力减弱，但增殖能力无变化。由此证明：PAK5和Cdc42相互作用转移片状伪足，并和Ingterin相互作用，促进细胞迁移以及侵袭；不影响细胞的增值。而转染PAK5激酶活性突变质粒flag-PAK5△478KM质粒后，细胞增值能力降低，但迁移和侵袭能力不变，说明PAK5激酶活性可以促进细胞增增殖，对细胞迁移与侵袭无影响。.同时本研究发现PAK5抑制细胞凋亡，通过转染flag-PAK5△CRIB，flag-PAK5△CRIB，flag-PAK5△IBD以及flag-PAK5wt质粒发现，PAK5激酶活性突变后，细胞凋亡增加，而与Cdc42以及Integrin结合位点突变质粒对凋亡无影响。进一步研究发现具有激酶活性的PAK5通过在ser112直接磷酸化BAD 以及通过PI3K-AKT通路在Ser136位磷酸化BAD，进而抑制细胞凋亡。并且在体外实验证明PAK5促进肿瘤增值与转移。.除了PAK5 并非通过Raf-1在Ser -112位磷酸化BAD 外，本研究结果基本与预期假设相符，培养博士研究生1名，硕士研究生1名，SCI文章接收一篇，余文章手稿正在撰写中，获广东省科技进步奖1项。