跨膜蛋白MS4A8B在前列腺癌癌变过程中的功能及分子机制

The biological behaviors of prostate cancer are a complex. The study of MS4A is rare in pathological process of tumor. We used bioinformatics software to analyze high-throughput data of prostate cancer and identified a MS4A protein, MS4A8B. Our preliminary work results revealed that MS4A8B over-expresses specifically in prostate cancer and correlate with biochemical recurrence after radical prostatectomy, and promotes prostate cancer cells proliferation in vitro and in vivo, but the mechanism underlying was unknown. By our structure analysis and pre-experiments, we found MS4A8B expression might be regulated transcriptionally by androgen receptor, meanwhile, down-expression of MS4A8B resulted in low expression of p-AKT. Therefore, we put forward the hypothesis that MS4A8B over-expressed transcriptionally by its ARE binding with AR, and promotes cell proliferation by AKT pathway at last as a adaptor protein. For this purpose, we will use dual-luciferase report, Co-Immunoprecipitation and ChIP technology and so on to explore the molecular mechanism of MS4A8B in the initiation and progression of prostate cancer, by molecular, tissues, in vitro and in vivo. This study will originally reveal a new mechanism of prostate cancer from MS4A8B angle, and provide new therapeutic targets for prostate cancer.

前列腺癌生物学行为复杂，四跨膜结构域A亚家族(MS4A)在肿瘤病理过程中的作用研究不多。MS4A8B是我们使用软件对前列腺癌高通量数据筛选到的一个MS4A蛋白。我们前期工作显示，MS4A8B在前列腺癌组织中特异高表达并与术后生化复发相关，体内外实验可促进前列腺癌细胞增殖，然而其作用机制及意义有待研究。通过结构分析及预实验，我们发现MS4A8B基因表达可能受雄激素受体(AR)转录调控，同时下调MS4A8B导致pAKT表达降低。因此，本项目提出MS4A8B通过雄激素反应构件(ARE)与AR结合而转录增加，作为衔接蛋白通过一系列信号转导机制最终通过AKT通路实现细胞增殖的假说。为此，我们将采用双荧光素酶报告基因、Co-IP、ChIP等手段，从分子、细胞、组织和动物水平探讨MS4A8B在前列腺癌进展过程中的作用机制。本项目将从MS4A蛋白角度揭示前列腺癌病理过程的新机制，为前列腺癌治疗提供新靶点。

MS4A8B是我们使用自主研发的高通量数据分析软件筛选到的一个四次跨膜结构域蛋白，在前列腺癌中特异性表达。我们的前期工作结果显示MS4A8B促进前列腺癌细胞生长，作为组织学标记物有助于前列腺癌患者的临床诊断以及复发和预后预测，但详细机制有待进一步探讨。此外，使用生物信息学软件结构分析及实验，我们发现MS4A8B基因受AR转录调控；下调MS4A8B导致PI3K/pAKT也明显下调。因此，本项目提出AR激活后通过与MS4A8B启动子上游激素反应构件结合导致MS4A8B转录增加，并通过PI3K/AKT通路实现细胞增殖的假说。为此，我们采用免疫组化、RNAi、过表达、双荧光素酶报告基因、免疫共沉淀等手段，从分子、细胞、组织和动物整体水平探讨MS4A8B异常表达在前列腺癌发生发展中的作用机制。以上问题的解决验证了我们提出的“AR激活后通过与MS4A8B启动子上游激素反应构件结合导致MS4A8B转录增加，并通过PI3K/AKT通路实现细胞增殖”的前期设想。本课题得出了以下结论：1. 明确了AR蛋白直接与MS4A8B启动子序列特异性结合，转录水平调控MS4A8B的表达；2. 通过iTRAQ结合质谱分析发现了与MS4A8B直接结合的相互作用蛋白；3.证实了 MS4A8B是一种Ca2+离子通道，明确了MS4A8B作为跨膜蛋白发挥功能的分子机制；4.阐明了MS4A8B通过PI3K/AKT信号通路参与前列腺癌细胞增殖的调控。本课题的完成，从四次跨膜结构域蛋白角度揭示了前列腺癌发生发展的新机制，为靶向MS4A8B的单克隆抗体用于前列腺癌基因治疗的提供了理论依据。我们证实了MS4A8B是一种Ca2+离子通道，明确了MS4A8B作为跨膜蛋白发挥功能的分子机制，这为我们进一步和下一步地研究和明确前列腺癌发生、发展的分子机制，寻找有效的、特异性高的治疗靶点，提供了新的方向。