蛋白激酶G Ⅱ对胃癌细胞表皮生长因子受体活性的抑制

Our previous study showed that type Ⅱ cGMP-dependent protein kinase (PKGⅡ) expression was decreased in gastric cancer cells. Increasing the expression and the activity of PKGⅡ could inhibit the proliferation of gastric cancer cells and block the EGF-induced signal transduction of MAPK/ERK pathway. Furthermore, our research revealed that PKGⅡ prevented the EGF-induced activation of EGF receptor(EGFR). On these grounds, we speculate that PKGⅡ may inhibit EGF-induced signal transductions through blocking the activation of EGFR and thereby exhibit anti-cancer effect. This project will apply adenoviral construct encoding PKGⅡ cDNA to increase the expression of PKGⅡ and activate the kinase by cGMP analogue in gastric cancer cells. The inhibition of PKGⅡ on EGF/EGFR-mediated signal transduction of MAPK/JNK,PI3K-Akt,JAK-STAT, and PLC-IP3/DAG pathways in the cells will be investigated. The inhibition of PKGⅡ on EGF/EGFR-induced changes of proliferation, apoptosis, migration and invasion, and cell cycle of the cells will be analyzed. The molecular mechanism through which PKGⅡ blocks activation of EGF receptor will also be studied in detail. The research results will elucidate the cancer inhibition effect of PKGⅡ and the mechanism through which PKGⅡ blocks the activation of EGFR, identify PKGⅡ as a cancer inhibiton factor, and provide new train of thought for constituting anti-cancer strategy and developing anti-cancer drugs.

我们的前期研究表明，PKGⅡ在胃癌细胞的表达明显降低，使其高表达并加以激活，能抑制胃癌细胞增殖，并阻断EGF启动的MAPK/ERK通路的信号转导，且关键抑制点在EGFR的活化。据此，我们推测PKGⅡ可能通过阻断EGFR的活化，对EGFR介导的有关信号通路发挥抑制，具有抗癌作用。本项目将用编码PKGⅡ cDNA的腺病毒感染胃癌细胞,使PKGⅡ高表达并用cGMP类似物加以激活，全面研究PKGⅡ对EGF/EGFR介导的MAPK/JNK、PI3K-Akt、JAK-STAT、PLC-IP3/DAG等信号转导通路的抑制，以及PKGⅡ对EGF/EGFR引起的胃癌细胞增殖、凋亡、迁移侵袭和细胞周期等活动改变的影响；并对PKGⅡ阻断EGFR活化的分子机制进行深入探讨。研究结果将阐明PKGⅡ的抗癌作用及其机制，明确PKGⅡ为一抗癌因子，为制定抗癌策略和研发抗癌药物提供新思路。

本项目在前期研究结果证明蛋白激酶G II/II型cGMP依赖性蛋白激酶（Type II protein kinase G/Type II cGMP-dependent protein kinase, PKG II）能抑制胃癌细胞由EGF引起的EGFR的激活、MAPK信号通路的激活和增殖活动加强的基础上，选用PKG II表达水平较低的胃癌细胞株，以编码PKG Ⅱ cDNA的腺病毒（Ad-PKG II）感染细胞使其高表达PKG Ⅱ，并用cGMP类似物8-pCPT-cGMP作用细胞以激活PKG II，全面研究PKG Ⅱ 对EGF激活EGFR和因此而启动的信号转导以及生物学活动改变的抑制作用，并探讨PKG Ⅱ 阻断EGFR激活的机制。.在PKG II对EGFR的抑制作用方面，研究结果显示， PKG II 能够阻断由EGF作用引起的EGFR酪氨酸磷酸化/激活，并有效地抑制由EGFR激活引起的PI3K-Akt、PLCγ1-PKC和JAK1-STAT1/STAT3信号通路中关键信号转导分子的激活。在信号转导通路下游的生物学活动中，PKG II 能有效地抑制由EGF作用引起的细胞增殖和迁移活动的增加以及细胞周期的改变，拮抗EGF的抗凋亡效应，并对EGF作用引起的蛋白质磷酸化和蛋白质表达的变化具有逆转作用。.在PKG II 抑制EGFR的机制方面，本项目研究首先明确了PKG II对 EGF作用引起的EGFR各主要酪氨酸位点磷酸化的抑制作用。在此基础上，深入探讨了PKG II 抑制EGFR激活的分子机制。研究结果显示，PKG II能与EGFR 相互结合，与结合相关的结构域分别是PKG II 的N端结构域（aa 1-176）以及EGFR的胞外结构域（aa 25-645）和胞内近膜结构域（aa 669-979）；PKG II 能够使EGFR胞外结构域的406位苏氨酸和胞内近膜结构域的693位苏氨酸发生磷酸化，分别阻断了EGF与EGFR的结合和抑制了EGFR的自身酪氨酸激酶活性，从而实现了对EGFR激活/活性的抑制。.综上所述，本项目研究充分证明了PKG II 对EGFR激活及其生物学效应的抑制作用，详细阐明了PKG II 抑制EGFR的分子机制， 为确认PKG Ⅱ为一抗癌因子提供了实验依据。