由 GSK-3β介导的PHF10 磷酸化及蛋白降解在胃癌细胞分化过程中的机制研究

诱导细胞分化是恶性肿瘤治疗的重要方向之一，国内外对实体瘤的分化机制研究尚无突破性进展。前期研究应用SEREX方法从胃癌患者血清中筛选出一与胃癌相关新基因，PHF10（Plant Homeodomain Finger Protein 10）。研究发现PHF10在胃癌组织和细胞中，尤其是低分化胃癌组织及细胞中高表达；下调胃癌细胞PHF10表达后细胞出现明显成熟分化改变；在细胞周期进程中PHF10mRNA表达变化不显而蛋白呈周期性降解，PHF10蛋白主要在G1期富集并发挥周期调节作用；GSK-3β抑制剂及蛋白酶抑制剂可明显抑制抑制PHF10降解。本项目将以这些研究结果为基础，拟明确PHF10是否为分化调节基因；探讨PHF10在胃癌细胞周期中的磷酸化泛素化降解途径，筛选与PHF10相互作用的泛素连接酶E3及相互作用过程中涉及的特异性位点及结构，从而为PHF10介导的胃癌细胞分化调节机制提供新观点。

PHF10是我们应用SEREX法筛选得到的14个胃癌肿瘤抗原基因之一,它含有PHD结构域,是新近发现的PHF锌指蛋白家族成员之一。课题组前期研究发现PHF10在不同分化程度胃癌细胞中，表达差异具有显著性。此外，PHF10表达水平不仅与胃癌分化程度有关，而且与胃粘膜上皮的癌前病变进展相关。应用细胞同步化技术我们前期研究中发现PHF10在G1期发挥细胞周期调节功能。小干扰PHF10抑制细胞增殖，进而阻碍低分化胃癌周期进程，尤其是延长G1时间，而过表达PHF10可以促进高分化胃癌细胞株增殖速度，加快细胞周期进程，G1期时间明显缩短。细胞同步化及蛋白检测提示PHF10在胃癌细胞中蛋白丰度呈周期性变化，G1期高表达。更重要的是我们发现PHF10在细胞周期中的蛋白丰度动态变化是由GSK-3β介导的磷酸化及泛素化来实现。除此之外，在乳腺癌及结肠癌细胞系中PHF10也具有相似作用。PHF10、GSK-3β和Ubiquitine ligase E3形成的蛋白复合物的动态变化可用于早期肿瘤诊断和预后判断。开发以PHF10为中心、多靶点、不同信号通路的抗肿瘤新药，为今后联合抗肿瘤治疗，避免肿瘤多药耐药打下基础。鉴于PHF10表达与乳腺癌及结肠癌细胞的增殖及周期也具有相关性，提示很可能PHF10参与了胚胎发育过程中细胞及组织的结构重构及分化有关。在乳腺癌细胞中我们也发现Stat6，一种乳腺癌细胞周期相关抑癌基因，与PHF10在乳腺癌细胞中表达具有周期特异性。鉴于PHF10及Stat6均为一种转录调节蛋白，我们通过转录相关实验，发现PHF10与Stat6之间不具有转录调节作用。此外，在乳腺癌细胞中我们发现Stat6可转录性抑制p21及p27表达，与PR在乳腺细胞分化过程中具有协同作用。并且，Stat6蛋白中的LXXLL基序在Stat6发挥转录抑制作用中起关键作用。国内外对实体瘤的诱导分化治疗研究尚没有突破性进展, 肿瘤的诱导分化治疗模式的真正确立还有赖于实体瘤中取得突破。由于诱导分化是临床上重要的抗肿瘤化疗药物开发热点，这些发现不仅回答了一个针对实体瘤的分化相关的分子靶向治疗的关键问题，而且有助于深入认识分化诱导的抗癌机理，对开发肿瘤多途径和多靶点的联合化疗方案有重要指导意义。因此，探讨以肿瘤分化相关的特异性基因PHF10及Stat6为靶点进行分子靶向治疗将为实体瘤分化诱导治疗提供新思路。