Hepsin的脱落、激活机制研究及功能性底物的寻找

Hepsin, a type II transmembrane serine protease, is expressed in most tissues, with its highest levels in liver. In vitro studies suggest altered signaling induced by hepsin-mediated cleavage and activation of macromolecular substrates is required for invasion, migration and tissue diffusion of tumor. In vivo study revealed that hepsin mediated urinary secretion and polymerisation of Zona Pellucida domain protein uromodulin. It is exclusively produced by renal epithelial cells and it plays key roles in kidney function and disease. We found that hepsin promotes C3 production by inducing IL-6 secretion in hepatocytes and involved the immune response of organism. However, the mechanism of zymogen activation and physiological substrate(s) of the hepsin have not been unambiguously defined. On the basis of our findings，focusing on the mechanism and physiological substrate(s), we will deeply investigate the hepsin function by molecular biology and cell biology methods.

Hepsin属于Ⅱ型跨膜丝氨酸蛋白酶（TTSPs），在机体的肝组织中高表达。离体试验表明hepsin可以通过裂解底物在细胞信号转导和肿瘤发生发展中发挥重要作用；在体实验确认hepsin能够剪切uromodulin，在肾脏功能和相关疾病进展中发挥关键作用。我们最近报道hepsin在人和小鼠肝细胞中可以促进细胞因子IL-6和补体C3的分泌，参与机体的免疫应答。但是hepsin酶原激活的机制和在肝脏中的生理底物一直未见报道。本项目拟应用分子生物学、细胞生物学及蛋白质组学等手段深入研究hepsin的酶原激活机制和在肿瘤进程中发挥的重要作用，同时筛选鉴定hepsin在肝脏中的生理底物，以期揭示hepsin的生理病理功能和调控的具体信号机制，在此基础上完善以TTSPs家族分子为中心的信号转导及功能网络。

Hepsin是一种II型跨膜丝氨酸蛋白酶，可在大多数组织和不同的肿瘤，例如乳腺癌中过量表达。体外研究表明，hepsin是维持细胞生长和正常形态所必需的蛋白质，同时也在细胞运动和发育、启动血液凝固和促炎症免疫反应中发挥着重要作用。在这项研究中，我们发现组织蛋白酶D（CtsD）作为一种新的蛋白质参与了对hepsin表达的调节。CtsD主要由乳腺癌细胞（BCC）过度表达，并且其酶原形式大量分泌到肿瘤微环境中。事实上，CtsD刺激了BCC的增殖、成纤维细胞的生长、血管生成、乳腺肿瘤的生长和转移的形成。通过免疫沉淀和免疫印迹，我们发现CtsD通过促进乳腺癌细胞中的泛素化和随后的蛋白酶体降解来破坏hepsin的稳定性。乳腺癌组织微阵列免疫组化染色也表明hepsin的表达与CtsD的表达呈负相关。ELISA检测显示CtsD的过量表达可通过增强细胞间细胞粘附分子-1（ICAM-1）在体外和体内的表达促进乳腺癌细胞的迁移和侵袭。这些影响可被外源的hepsin表达所抑制。总之，我们的资料揭示了CtsD-hepsin是乳腺癌迁移和侵袭的关键信号轴，这可能有助于更好地理解乳腺癌进展的分子机制，为临床乳腺癌的治疗提供理论基础。