PKCδ与Notch1信号通路在乳腺癌侵袭转移中交叉对话的机制研究

Protein kinase C delta (PKCδ) is a serine- and threonine-specific protein kinases that belongs to the family of protein kinase enzymes. PMA is a potent tumor promoter that often employed in biomedical research to mimic the natural activators of PKCδ, diacylglycerol, and the effect of which promotes cancer progression. Tmp21 is a type I transmembrane protein that belongs to the p24 endoplasmic reticulum/Golgi cargo family and acts as an anchoring protein that retains PKCδ at the perinuclear region, thus inducing apoptosis in cancer cells. Previously, we established that the overexpression of TMP21 increases the level of Notch1 protein and inhibits apoptosis in MCF-7 cells. We also noted that there exists a significantly different expression pattern of Notch1 in tumor tissues comparing to normal ones. Notch1 and key proteins of EMT, for example, E-cadherin、N-cadherin、β-catenin are all substrates of γ-secretase complex. The interaction between PKCδ and NICD (Notch1 intracellular domain) inhibit Notch1-dependent downstream effectors. In summary, our data compellingly support the concept that PKCδ may affect the process of EMT by directly binding Notch1. We design a series of scientic experiment to investigate whether the invasion and metastasis of breast cancer are regulated by the direct interaction between Notch1 and key proteins of EMT such as E-cadherin, N-cadherin, β-catenin. We will also elucidate the molecular mechanism of PKCδ in this signal pathway and lay groundwork for further research of PKCδ in carcinogenesis.

PKCδ是蛋白激酶C重要亚型之一，PMA可激活PKCδ介导恶性肿瘤侵袭和转移。TMP21是p24转运膜蛋白之一，可特异性与PKCδC1区锚定结合，从而抑制肿瘤细胞的凋亡。我们已证实MCF-7细胞过表达TMP21后，Notch1蛋白表达水平升高，并伴随细胞凋亡减少，同时乳腺癌组织Notch1蛋白表达高于癌旁组织。由于Notch和EMT关键蛋白E-cadherin、N-cadherin、β-catenin都是γ-内分泌酶的底物，PKCδ和NICD（Notch1 intracellular domain）结合，可抑制Notch1下游基因转录，提示PKCδ可直接影响Notch1信号通路。推测PKCδ影响Notch1通路中关键基因Hes1的转录活性，通过串话影响EMT关键分子活性。我们拟研究Notch蛋白是否可以直接结合这些EMT关键蛋白，介导乳腺癌侵袭转移，并阐明PKCδ影响该信号通路的作用机制。

Notch信号通路在多种恶性肿瘤中介导了细胞凋亡、增殖、肿瘤干细胞干性维持等诸多生物学过程。我们的研究发现乳腺癌组织中的Notch1蛋白表达远高于其配对的正常组织，同时其在三阴性乳腺癌细胞系MDA-MB-231中显著高表达。Notch通路特异性γ-内分泌酶抑制剂GSI能抑制231 细胞的增殖并促进其凋亡。此外，GSI还能显著提高231细胞对阿霉素的敏感性，并使Notch通路下游靶蛋白HES-1表达明显降低。进一步的研究将阐明PKCδ作为HES1基因转录启动子调节元件参与HES1基因表达调控的详细机制，这有助于寻找乳腺癌治疗的新靶点。. Tamoxifen (TAM)是治疗雌激素受体（ER）阳性乳腺癌的主要药物，其耐药机制目前尚未完全阐明。通过数据库分析、生物信息学及基因芯片筛选，我们发现癌基因c-MYC在TAM耐药中发挥重要作用，并在两株ER阳性乳腺癌TAM耐药细胞系（MCF-7R和T47DR）中证实了c-MYC能够调控细胞对TAM的敏感性。同时，细胞在出现TAM耐药后对化疗药物顺铂更为敏感。相应地，临床TAM耐药的复发转移患者中c-MYC蛋白的表达明显高于治疗前的原发病灶，且TAM耐药的患者在使用含有顺铂的化疗方案后缓解率更高。上述结果提示顺铂是高c-MYC表达的TAM耐药患者的首选化疗药物。. 铁死亡是由铁依赖性脂质过氧化引起的细胞死亡。我们的研究发现柳氮磺胺吡啶（SAS）能够上调转铁蛋白受体（TFRC）和二价金属转运蛋白1（DMT1）导致乳腺癌细胞铁死亡。敲低ER可以引起细胞中TFRC的表达增加，从而提高了细胞对SAS诱导铁死亡的敏感性。因此，SAS可能成为治疗ER阴性乳腺癌的潜在药物。. 趋化因子配体1（CXCL1）是CXC趋化因子家族的成员，在炎症性疾病和肿瘤的进展起着至关重要的作用，但其在乳腺癌中的确切作用机制尚不明确。我们的研究表明CXCL1在ER阴性乳腺癌中表达明显上调， 同时CXCL1能够通过ERK1 / 2 -MMP 2 / 9通路影响乳腺癌细胞的转移能力。因此，CXCL1可能作为ER阴性乳腺癌的潜在治疗靶点。