β-catenin蛋白调节机制的研究

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肿瘤发生与发展是一个多基因参与、多因素相互作用、经过多个阶段最终形成的、极其复杂的生物学现象。癌基因和抑癌基因的发现,细胞信号传导通路的阐明,极大地丰富了人们对细胞癌变机制的认识。通过对癌基因产物的功能分析发现,许多癌基因编码的产物都位于正常细胞的信号传导通路的不同部位,例如:生长因子,生长因子的受体,G蛋白和G蛋白偶连受体,胞浆内的激酶以及细胞核内的转录因子等,在细胞正常生命活动中都发挥着重要的作用。 肿瘤的发生是环境致癌因素与机体共同作用,导致体内多种分子改变的共同结果。各种致癌物诱发细胞癌变的过程,实质上是导致细胞增殖、分化和凋亡失控。这些过程均依赖细胞的信号传导。因此,信号传导通路的研究已成为分子生物学、发育生物学和肿瘤细胞生物学的研究重点。而且,这些领域正日益渗透,相互促进。近来处于研究热点的Wnt信号通路正是一个将众多领域有机结合的绝好例子。 Wnt通路是一条十分保守的信号传导通路。从低等生物果蝇直至高等哺乳动物,其成员都具有高度的同源性。一般认为经典的Wnt通路传导模式是:细胞外的Wnt蛋白与细胞膜上的受体Frizzled/LRP结合启动Wnt信号,然后通过磷酸化并激活细胞浆内的Dsh蛋白,抑制GSK3β/APC/Axin复合物对β-catenin的磷酸化。胞浆内未被磷酸化的β-catenin蛋白可以逃逸被泛素水解系统降解的命运,继而进入细胞核内,与转录因子LEF/TCF共同作用,激活靶基因的转录。Wnt通路的靶基因多是参与细胞增殖、凋亡调控的基因,如c-myc、cylinD1等。Wnt信号通路不仅在胚胎发育过程中起着至关重要的作用,而且与肿瘤的发生发展也关系密切。 β-catenin蛋白作为Wnt通路的重要成员,其蛋白稳定性和活性的调节是Wnt通路中的关键事件之一。随着Wnt通路与肿瘤关系的研究,人们发现,β-catenin蛋白在细胞内的异常累积不仅是Wnt通路激活的标志事件,还是多种肿瘤中的常见事件之一。已有报道,在结肠癌、肝癌、胃癌、子宫内膜癌和黑色素瘤等多种恶性肿瘤中都有β-catenin蛋白的异常改变,主要表现为胞浆β-catenin的累积和膜β-catenin的丢失。造成这种异常改变的原因主要是:β-catenin基因本身的改变,包括编码丝/苏氨酸位点的第三外显子的点突变和小片短缺失;或其上游调节因子的功能异常,如APC、Axin等基因的突变。但是,在很多肿瘤中,β-catenin蛋白异常累积的比例远远高于这些基因的突变频率,提
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