F-box蛋白FBXW2调控EGFR在前列腺癌发生及转移中的作用及机制研究

It is urgent to explore the novel mechanisms of prostate cancer metastasis and identify the strategy to reverse the metastasis. We previously found that FBXW2 could supress the carcinogenesis and progression of lung cancer by promoting the ubiquitylation of SKP2 (Nature Communications，2017). We have recently found that overexpression of FBXW2 inhibits but silencing of FBXW2 promotes the cell proliferation and migration of prostate cancer (preliminary data). The previous study have shown that EGFR overactivation plays an important role in the metastaisis of prostate cancer, but drug resistance of its targeted inhibitors is a big challege in clinic. We recently found that FBXW2 and EGFR were postively expressed in prostate cancer cells and FBXW2 physically binds to EGFR and positively regulates its protein level (preliminary data), indicating that EGFR might be a new substrate of FBXW2. Here, we will study the biological functions of FBXW2 in the carcinogenesis and metastasis of prostate cancer by using cell lines and animal models; will perform in vivo and in vitro ubiquitin assays to identify the mechanisms by which FBXW2 regulates EGFR and then demonstrate by using cell lines and animal models whether combination of SKP2 and EGFR inhibitors can revere the drug resistance of EGFR inhibitors; we finally will further demonstrate in human prostate cancer tissues whether FBXW2 are correlated with SKP2 and EGFR and then accociate with tumor therapy as well as prognosis. We will identify the novel mechanisms why EGFR is overactivated in advanced prostate cancer and provide important information for identying a new strategy to reverse EGFR inhibitor resistance.

探讨前列腺癌转移的新机制及逆转策略是当前迫切需要。申请人发现FBXW2可促进SKP2泛素化降解而抑制肺癌发生发展 (NC，2017)。我们最新发现过表达FBXW2可抑制、而干扰其可促进前列腺癌细胞增殖及迁移（研究基础）。研究表明，EFGR过度激活是前列腺癌转移的重要原因，而其靶向耐药仍是目前临床治疗的难题。我们发现FBXW2与EGFR在前列腺癌细胞中表达呈负相关，并与EGFR结合负向调控其表达（研究基础），推测EGFR是FBXW2新底物。本课题拟利用细胞和动物模型研究FBXW2在前列腺癌发生及转移中的功能；体内、外泛素化实验等阐明其调控EGFR表达的机制，细胞及动物水平探索双靶向SKP2及EGFR逆转耐药的可行性；最后临床验证FBXW2调控SKP2及EGFR与肿瘤治疗及预后的关系。本课题将阐明转移性前列腺癌中EGFR过度激活的新机制，为找到提高其靶向药物疗效的新策略提供十分重要的研究信息。

探讨前列腺癌转移的新机制及逆转策略是当前迫切需要。SCF（SKP1, Cullin1 and F-box protein） E3 激酶复合物，由SKP1， Cullin，F-box蛋白及RBX/ROC RING指关蛋白组成，是泛素化激酶中最大的家族，在 SCF E3激酶复合物中，F-box蛋白由近69个家族成员组成，通过其WD40或富含亮氨酸的重复单位可特异识别底物蛋白并参与细胞周期调控、转录调控、细胞凋亡、细胞信号转导等生命活动。FBXW2，又被称做MD6或FWD2，在1999年被鉴定为含有7个WD40区域的F-box蛋白。通过与CUL-1/SKP1组成一个SCF泛素化E3激酶复合物，FBXW2在依赖泛素化的蛋白降解过种中发挥着重要的作用。FBXW2在肿瘤发生中的生物学功能以及其他已知底物鲜有报道。本人前期研究成果发现FBXW2 与β-TrCP及SKP2形成一个级联轴在肺癌的发生发展中发挥着重要作用。然而，FBXW2在前列腺癌中的作用未见报道。因此，我们首先在细胞水平检测FBXW2在前列腺癌发生及发展中的生物学功能，我们发现敲除FBXW2可促进前列腺癌细胞的增殖、及侵袭能力，而过表达FBXW2则可抑制前列腺癌细胞的增殖及侵袭能力；同时构建FBXW2异种移植和骨转移模型，发现在动物水平过表达FBXW2则可抑制前列腺癌细胞的增殖及骨转移能力。从细胞水平和动物水平明确了FBXW2在前列腺癌发生及发展中的生物学功能。进一步我们对FBXW2在前列腺癌中的作用机制进行了探索，发现EGFR是FBXW2的一个新的底物，并对EGFR上FBXW2作用位点进行了鉴定，进而证实了FBXW2通过泛素化降解EGFR抑制前列腺癌的转移及进展。最后，我们在体外实验和体内实验均证实了双重靶向SKP2及EGFR较单独用药显示出显著的协同效应，表明两种靶向SKP2和EGFR的抑制剂的组合可以作为转移性前列腺癌潜在的治疗策略。本课题基本严格按研究计划执行，取得了较好的预期结果。为前列腺癌特别是转移性前列腺癌的靶向治疗策略提供了重要的实验依据。