GOLPH3调控EGFR的内吞降解对胶质瘤增殖作用的研究

Since the dysregulation of epidermal growth factor receptor (EGFR) induced by its up-regulation or mutation plays a key role in carcinogenesis, EGFR become an important target for cancer molecular treatment. But a large number of cancer patients have not got positive response to the treatment targeting EGFR due to the high variation in gene up-regulation or mutation accompanying EGFR among individuals. GOLPH3 is a brand new and also the first oncogene discovered at Golgi apparatus, but its role and mechanism in carcinogenesis is largely unknown. We found that GOLPH3 was highly expressed in brain glioma tissues. GOLPH3 down-regulation not only inhibited the proliferation of the glioma cells but also promoted the endocytosis and degradation of EGFR. Furthermore, GOLPH3 down-regulation inhibited the activation of AKT, the important molecule in cell proliferation. Thus, by using the cultured glioma cells, nude mice and brain glioma tissues, we intended to study and clarify the mechanism that GOLPH3 promoted glioma growth by regulating the endocytosis and degradation of EGFR, activating PI3K-AKT-mTOR signaling pathway at molecular, cellular and whole organism levels. We also determined to exam whether GOLPH3 was a new gene up-regulated or mutated accompanying EGFR in gliomas. Our results will not only identify the mechanism that GOLPH3 promoted the proliferation of tumor cells , but also provide valuable idea for finding patients suitable for treatment targeting EGFR and potential targets for molecular targeting therapy of brain gliomas.

表皮生长因子受体（EGFR）的高表达或突变在肿瘤的发生发展中起着重要作用，因而成为重要的肿瘤治疗靶点，但临床上绝大多数患者对靶向EGFR的治疗不敏感，可能与患者个体间伴随着EGFR，高表达或突变的基因差异性较大有关。高尔基蛋白GOLPH3是最新发现的、也是第一个被发现的位于高尔基体的癌基因蛋白，但其作用机制不明。我们发现胶质瘤中GOLPH3表达明显增高，下调GOLPH3可抑制胶质瘤细胞增殖，促进EGFR的内吞降解，并抑制AKT的激活。因此，本项目拟采用培养的细胞、裸鼠肿瘤模型与胶质瘤标本，从分子、细胞与整体水平研究、阐明GOLPH3通过抑制EGFR的内吞降解，激活PI3K-AKT-mTOR信号通路，促进脑胶质瘤生长的机制；并研究GOLPH3是否是伴随着EGFR高表达或突变的基因，为找到适合靶向EGFR治疗的病人提供有益的思路，为脑胶质瘤的分子靶向治疗提供潜在的靶点。

表皮生长因子受体（EGFR）的高表达或突变在肿瘤的发生发展中起着重要作用，但临床上绝大多数患者对靶向 EGFR 的治疗不敏感，可能与患者个体间伴随着 EGFR高表达或突变的基因差异性较大有关。高尔基蛋白 GOLPH3 是2009年最新发现的、也是第一个被发现的位于高尔基体的癌基因蛋白，但其作用机制不明。我们发现胶质瘤中 GOLPH3 表达明显增高，下调 GOLPH3 可抑制胶质瘤细胞增殖，促进 EGFR 的内吞降解，并抑制 AKT 的激活。因此推测GOLPH3 可能通过抑制 EGFR 的内吞降解，激活 PI3K-AKT-mTOR 信号通路，促进脑胶质瘤生长的机制；并研究 GOLPH3 是否是伴随着 EGFR 高表达或突变的基因，为找到适合靶向 EGFR 治疗的病人提供有益的思路，为脑胶质瘤的分子靶向治疗提供潜在的靶点。.在本项目的资助下，我们主要进行了如下研究：（1）GOLPH3对胶质瘤细胞增殖、凋亡、细胞周期，以及裸鼠移植瘤生长的影响；（2）GOLPH3对EGFR的内吞与降解的影响及机制；（3）吉非替尼或雷帕霉素在GOLPH3影响裸鼠肿瘤生长中的作用；（4）GOLPH3及EGFR在胶质瘤标本中的表达水平；分析GOLPH3、EGFR及胶质瘤三者的相关性。具体研究发现：（1）GOLPH3与EGFR在脑胶质瘤组织中水平升高，并显示正相关关系；（2）下调GOLPH3抑制胶质瘤细胞的增殖；细胞周期阻滞在G0/G1期；促进细胞的凋亡；（3）下调GOLPH3抑制裸鼠颅内原位移植瘤的生长及细胞增殖；（4）下调GOLPH3通过激活Rab5促进EGFR的内吞、降解并抑制其下游PI3K-AKT信号通路；（5）GOLPH3增敏吉非替尼与雷帕霉素的抗肿瘤效应。.综上，我们发现GOLPH3通过抑制Rab5的活性抑制EGFR的内吞降解，进而促进PI3K-AKT信号通路活性，促进脑胶质瘤细胞增殖与移植瘤生长。GOLPH3高表达的肿瘤对EGFR抑制剂吉非替尼的药物敏感性增加，提示临床上高表达GOLPH3的脑胶质瘤病人，用吉非替尼和雷帕霉素治疗可能是一个潜在的治疗方案。