PTPRO通过抑制JAK2/STAT3通路阻止肝癌发生的机制研究

It is a widely accepted point of view that carcinogenesis can promoted by chronic inflammation. Within this process, the regulation of cell signaling is a hot spot in the recent researches, which revealed that the complementary and collaborative interactions between protein phosphatases and protein kinases are essential in cell signaling regulation, malfunction of any side will lead to disorder in cell signaling regulation and cause related pathophysiological phenomenon. Based on convincing and abundant preliminary results, in vitro cell models of gene overexpression, siRNA and function domain deletion will be estabilshed by molecular biology techniques to investigate the effect of PTPRO on cell proliferation and survival ability by blocking STAT3 signaling. The anti-carcinogenesis effect of PTPRO will be explored for local hepatic inflammation and compensatory proliferation capacity of hepatocyte by using DEN induced acute and chronic haptic injury model in PTPRO gene knockout mice. At last, the expression of PTPRO will be detected and analyzed in human HCC samples. Thereby, the anti-hepatocarcinogenesis mechanism of PTPRO by downregulating JAK2/STAT3 signalig will be investigated through cell, animal and human samples respectively, lying the theoretical foundation for the development of cell signaling based new drugs and novel targets in treatment and prevention of HCC.

慢性炎症诱导肿瘤发生发展的观点已广为接受，炎症诱导肿瘤过程中相关信号网络的调控是近年肿瘤研究的热点。磷酸酶和蛋白激酶通过协同及互补作用调控着细胞信号网络，任何一方的缺陷都可能导致细胞信号转导的失控，引发相应的病理生理改变。基于预实验结果，拟利用分子生物学技术构建体外磷酸酶PTPRO过表达、基因沉默及功能域删除的细胞模型研究PTPRO能否通过抑制STAT3通路的激活，抑制细胞的增殖和生存能力；引进PTPRO基因敲除小鼠，使用DEN腹腔注射的方法诱导肝脏急慢性损伤，分别从肝脏局部的炎症环境及肝脏细胞本身代偿性增生水平的改变研究PTPRO的抑瘤作用；最后，通过检测分析人体肝癌标本PTPRO表达,从而在细胞、动物、人体三个层次研究PTPRO是否通过下调JAK2/STAT3信号而对肝癌产生抑制作用。PTPRO抑癌机制的阐明，将为开发基于信号通路的肝癌治疗新药以及确定新的肝癌治疗靶标奠定理论基础。

本研究旨在研究PTPRO基因在肝脏急慢性炎症以及与炎症相关的肝癌发生中的作用及机制。首先，通过动物模型及临床标本，我们发现PTPRO通过下调JAK2及Src/ERK通路阻碍STAT3信号通路的磷酸化，避免STAT3信号通路的持续性激活从而抑制肝癌的发生。同时我们利用ConA构建小鼠爆发性肝炎模型，研究PTPRO在T细胞介导的急性肝炎中的作用，结果表明PTPRO在肝细胞及炎症细胞中分别具有不同的效应，在肝细胞中PTPRO可促进NF-κB信号通路的激活促进肝细胞的存活、抑制其凋亡，而在炎症细胞中PTPRO可通过激活NF-κB信号通路促进INF-γ, IL-6以及TNF-α等炎症因子的分泌加重炎症，通过蛋白芯片的筛选，我们发现ErbB2是PTPRO的直接作用靶点，PTPRO可直接结合并抑制ErbB2的活性，从而抑制Wnt-β-catenin通路，减少胞浆内β-catenin的水平，从而减少对p65的结合，促进p65核转位而促进NF-κB的激活。通过对于人类爆发型肝炎标本的研究，我们证实了PTPRO相关的ErbB2/GSK3β/β-catinin/p65通路的调控，提示PTPRO基因的表达与T细胞相关的炎症以及肝功能的保持密切相关。