E3泛素转移酶连接蛋白SPOP在肾癌发生发展进程中的作用机制

肾癌是泌尿系统致死率最高的肿瘤，肾根治性手术切除是主要治疗方法，但30%患者被确诊时已发生转移，而肾癌对常用化疗不敏感，已有的靶向药物效果非常有限，因此深入揭示肾癌易感基因及其作用机制是肾癌有效治疗的关键。我们在以往的研究中发现E3泛素化酶连接蛋白SPOP在肾癌组织中过量表达，并可用作肾癌诊断的标记分子。但SPOP如何导致肾癌产生的分子机制尚不清楚。在近期研究中，我们进一步发现SPOP在肾癌细胞内定位错误，并引起异常增殖。本项目将综合利用分子、细胞、遗传、基因组和生物信息学、小鼠模型和临床资源，研究SPOP基因在肾癌中过表达的分子机制，揭示错位定位的SPOP在肾癌细胞中是否调控PTEN和DUSP7及其相关信号通路，分析SPOP的生物学功能及病理效应，阐明SPOP对肾癌细胞增殖和凋亡的作用及机制。为SPOP及其靶蛋白作为潜在分子探针或药物靶标提供线索，为肾癌诊断和治疗提供新的理论依据。

低氧环境压力和低氧诱导因子HIF在许多肿瘤中发挥重要功能。肿瘤细胞可以通过许多方式来适应低氧微环境以促进肿瘤生长。肾透明细胞癌（clear cell Renal Cell Carcinoma，ccRCC）是最为常见的肾癌类型，约占75-85%。ccRCC相比其他肿瘤更适应低氧微环境，因此是研究肿瘤低氧微环境适应性的重要模型。肾癌早期症状不明显，待发现时常已发生转移。肾癌对放疗及化疗不敏感，转移后肿瘤的免疫疗法效果有限且副作用大。近年来，虽然针对VEGF、PDGF及mTOR等HIF下游等信号通路的肾癌靶向药物研发取得了一些进展，但对晚期肾癌效果仍非常有限。因此，急需更进一步了解肾癌的发病机制及其对低氧微环境的适应机制，以便寻找更加有效的药物靶点。E3泛素连接酶Cul3的底物接头蛋白SPOP在99%的肾透明细胞癌中过表达，是肾透明细胞癌的生物标记。本课题旨在研究SPOP蛋白过表达是否参与肾癌形成及其可能的作用机制。. 我们发现，在肾癌中低氧诱导因子HIF可以在转录水平调控SPOP表达。VHL功能的缺失导致了HIF过度活化，进而导致了SPOP过表达。过表达的SPOP蛋白在肾癌细胞质中大量累积。低氧诱导是导致SPOP蛋白在细胞质中累积的原因。累积到细胞质中的SPOP可以促进细胞增殖和肿瘤形成。细胞质中SPOP可以与肿瘤抑制因子PTEN以及ERK磷酸酶DUSP7结合，介导了对PTEN和DUSP7的泛素化降解，从而激活了PI3K-Akt和ERK信号通路。此外，肾癌中SPOP还通过降解Daxx和Gli2来抑制细胞凋亡和促进细胞增殖。肾癌病例标本中这些底物的蛋白水平与SPOP呈相反的关系，进一步说明病理情况下肾癌中SPOP通过降解这些底物促进了肿瘤的形成。以上结果阐明了SPOP在促进ccRCC形成中的重要机制，即作为一个关键枢纽蛋白连接了低氧应激反应和泛素化降解肿瘤抑制因子。肾癌中SPOP的原癌基因功能让其成为治疗肾癌一个新的、更加特异的药物靶点。相关学术论文“SPOP Promotes Tumorigenesis by Acting as a Key Regulatory Hub in Kidney Cancer”在于2014年在Cancer Cell杂志上发表，该文章被JAMA等杂志专题报道。