FAM122A抑制PP2A磷酸酶活性在肿瘤发生中的作用

Down-regulated activity and functional inactivation of protein phosphatase 2A (PP2A) are closed related with cancer occurrence and development. During past two years, the project applicant found that FAM122A, having highly conserved sequence in evolution but unclear function, can interact with PP2A and inhibit its phosphatase activity, implying that FAM122A might be an endogenous inhibitor of PP2A. Further, we found that deletion of FAM122A gene leads to embryonic lethal, suggesting its critical function in early development of embryos. Based on these preliminary data, we will further confirm the effect of FAM122A on PP2A activity, and deeply elucidate the mechanism of FAM122A inhibiting phosphatase activity of PP2A and its potential role in cancer occurrence from several integrated levels including molecules, cells, conditional FAM122A gene knock out mice and clinical cancer samples. This will have great guiding significance and theoretical innovation for recognizing aberrant regulation of PP2A and targeted treatment strategy choice in cancer.

蛋白磷酸酶2A（PP2A）的活性下调及功能失活与多种疾病尤其是肿瘤的发生、发展密切相关。过去两年来，本课题申请人发现，进化上高度保守但功能未知的FAM122A蛋白能够与PP2A发生相互作用，并抑制PP2A的磷酸酶活性，提示FAM122A属于内源性PP2A抑制蛋白；进一步地，我们发现，FAM122A基因缺失导致胚胎致死，提示它在胚胎早期发育中发挥关键作用。本课题将以这些重要前期发现为出发点，在进一步确认FAM122A参与调控PP2A磷酸酶活性的广谱性及体内效应的基础上，从分子、细胞、条件性基因敲除小鼠和临床肿瘤样本等整体水平深入研究FAM122A抑制PP2A磷酸酶活性的分子机制及其在肿瘤发生中的潜在作用。随着本课题的实施，将明确FAM122A是PP2A的细胞内源性抑制因子，对于全面认识PP2A在肿瘤中的异常信号调控网络及靶向性治疗策略选择具有重要的理论创新和指导意义。

基于实验室的前期原创性发现，氨基酸序列高度保守的FAM122A是一个新被发现的蛋白磷酸酶PP2A的内源性抑制分子，为此，我们继续探讨FAM122A在肝细胞性肝癌（HCC）和急性髓系白血病（AML）中的潜在作用，试图解析FAM122A的生理学和病理生理学功能。我们发现，基于RNA seq的数据，HCC病人中FAM122A基因呈现高表达，同时部分患者中出现FAM122A蛋白高表达，HCC细胞中敲除FAM122A基因可以显著抑制HCC的生长、克隆形成和裸鼠成瘤能力，提示FAM122A的存在对于维持HCC细胞的生长至关重要；进一步的研究显示，FAM122A缺失引起的生长能力减弱主要通过细胞周期阻滞和抑制与HCC细胞生长相关的基因表达。此外，我们发现FAM122A缺失的细胞显著增强常用化疗药物DOX的细胞毒性作用，导致H2AX表达和Caspase3的剪切活化增强，提示FAM122A可能是潜在的HCC治疗靶点。在研究中我们意外发现，FAM122A缺失本身即可增加H2AX的表达，提示FAM122A可能具有维持细胞基因组稳定性的作用。这部分工作已经整理成文，被Exp Cell Res杂志发表（2019 Nov 9:111714）。.另一方面，我们通过基因表达数据库发现，FAM122A基因在急性髓系白血病病人中呈现高表达，而它的同源旁系基因FAM122B和FAM122C的表达并未发生显著改变，提示FAM122A可能在AML的发生中发挥作用。我们发现，运用shRNAs将FAM122A敲低可显著抑制AML细胞的生长，并且伴随着细胞凋亡数的显著增多；更为重要的是，运用MLL-AF9诱导的骨髓（BM）细胞AML造模研究中发现，敲低FAM122A表达可显著地延迟AML的发病时间和进程，提示FAM122A确实参与了AML的发生发展过程。分子机制的研究显示，FAM122A缺失可以显著降低参与AML细胞生长与凋亡过程的相关蛋白磷酸化水平（这些蛋白大部分是PP2A底物），提示FAM122A维持AML生长可能是通过调变PP2A的活性而发挥功能。此外，在研究中我们还发现，FAM122A参与调控C-myc的转录表达。相关的研究已经整理成文，在hematologica杂志中进入revision阶段。.这些研究不仅揭示了FAM122A的新功能，而且也将认识其在疾病发生发展中的潜在作用，对疾病相关治疗提供思路。