Aurora A是一个在细胞有丝分裂期发挥重要功能的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶。已有研究报道Aurora A在多种肿瘤中高表达,并且与病人的不良预后相关。所以Aurora A被认为是肿瘤治疗的重要靶点,目前多种Aurora A的抑制剂正在开展临床实验。肿瘤中的AuroraA在S/G2期表达显著上升,同时越来越多的证据显示,Aurora A在S/G2期参与多种生物学行为的调控,但是具体的信号通路调控机制未知。所以我们从寻找Aurora A底物的角度出发,希望找到其新的调控底物,从而解析Aurora A新的生物学功能。第一章中,我们发现Aurora A可以参与调控肿瘤的糖酵解。代谢异常是肿瘤的十大特征之一,在氧气充足的情况下,肿瘤依然依赖于糖酵解来产生生物大分子和能量以满足其快速增殖。通过一系列生化实验,我们发现Aurora A可以直接结合参与糖酵解的代谢酶-乳酸脱氢酶B(Lactate dehydrogenase B,简称LDHB),并且磷酸化其第162位Ser。LDHB被Aurora A磷酸化后,其酶活的偏好性发生改变,由偏好催化乳酸生成丙酮酸变成催化丙酮酸生成乳酸。LDHB酶活偏好性的改变,促进了葡萄糖的吸收,乳酸的产生,进而促进了肿瘤的糖酵解。进一步的研究结果显示,不能被磷酸化的LDHB S162A突变体抑制了肿瘤的糖酵解,导致了细胞周期的延长。最后利用体外增殖,克隆形成以及体内小鼠移植瘤实验,我们发现LDHB S162A明显抑制肿瘤细胞的增殖和成瘤能力。因此,我们找到了 AuroraA新的底物LDHB,发现AuroraA可以通过磷酸化LDHB来促进肿瘤细胞的糖酵解水平,从而促进肿瘤的发生发展。同时,这也是首次揭示了 LDHB在翻译后水平的修饰调控。第二章中,我们发现Aurora A参与了肿瘤细胞对氧化应激的调控。由于代谢的异常,原癌基因的活化,抑癌基因的失活以及化疗药物的干预,会导致肿瘤内氧化还原平衡的失衡,所以肿瘤内活性氧(ROS)的水平相比于正常细胞明显升高。利用western blot实验,我们发现氧化应激条件下,Aurora A的磷酸化水平明显升高,且其磷酸化水平的升高是不依赖于细胞周期的。同时,利用体外激酶实验,我们发现Aurora A磷酸化水平升高可以增强其激酶活性。机制上,我们揭示了 ROS可以促进AuroraA的氧化修饰从而提高其分子间的自磷酸化能力来增强其活性。利用细胞增殖,克隆形成实验,我们发现抑制Aurora A的活性会显著抑制氧化压力下肿瘤细胞的增殖和存活。因此,以上实验结果阐明了Aurora A活性的升高可以促进肿瘤细胞对ROS的抵抗。综上所述,我们揭示了 Aurora A独立于有丝分裂期的新的生物学功能。基于对这些新生物学功能的研究,将加深对Aurora A在肿瘤发生发展中作用机制的理解,并推动其作为肿瘤治疗靶点为临床治疗提供新策略。