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促微管聚合蛋白家族(Tubulin Polymerization Promoting Proteins,TPPPs)是一类能和微管蛋白单体结合,并促使微管蛋白聚合,使已形成的微管稳定的蛋白家族。2006年,匈牙利的研究组首次发现了TPPP这个新兴的蛋白家族,包括三个成员—TPPP1/P25、TPPP2/P18 和 TPPP3,在人类分别位于第5、16、14号染色体。除了TPPP1/P25蛋白N端丢失外,三个亚家族具有很强的同源性。TPPP1和TPPP3能与微管蛋白tubulin相互结合,诱导微管相互聚集。TPPP1诱导微管聚集的能力最强,而TPPP2则无此功能。本课题组应用cDNA和DNA微阵列杂交等技术,建立了下丘脑—垂体—肾上腺cDNA基因表达谱,并克隆了一批新的基因,其中TPPP3是本课题组2000年首次在垂体组织中克隆得到的一个新基因,我们课题组命名为brain specific protein;同年,台湾科学家在线虫中也发现了这一高度保守的基因。目前,关于TPPP家族的研究主要集中在TPPP1如何调控微管蛋白聚集,但对TPPP3功能的研究和报道仍然很少。本课题组前期通过Northern blotting发现TPPP3在脂肪组织和肺组织中高度表达,因此推测TPPP3可能和肥胖以及肺癌的发生发展相关。本课题分为两个部分,第一部分研究促微管聚合蛋白TPPP3在肥胖发生发展中的作用及机制；第二部分在肺癌增殖中的作用及其分子机制研究。第一部分：促微管聚合蛋白TPPP3在肥胖发生发展中的作用及机制目的：建立促微管聚合蛋白TPPP3敲除小鼠(TPPP3-/-)的肥胖模型,并观察高脂饮食诱导下,TPPP3-/-小鼠出现肥胖及代谢紊乱的机制。方法：将4周龄大的TPPP3敲除小鼠与同窝野生型对照小鼠喂以高脂饲料和正常饲料,检测小鼠每日进食量和每周体重变化,Micro-PET/CT扫描分析小鼠体内脂肪组织含量,检测葡萄糖耐量、胰岛素耐量、血压、血脂和血胰岛素变化。取各器官组织,通过H&E和油红O染色观察肝脏组织的形态学变化；通过Real-time PCR分别检测脂肪组织中炎症因子和肝脏组织脂质代谢中关键酶的表达水平。结果：1)高脂喂养8-12周后,与野生型小鼠相比,TPPP3-/-小鼠体重明显增加,TPPP3-/-小鼠肥胖模型构建成功；2)Micro-PET/CT扫描分析TPPP3-/-小鼠体内脂肪含量百分比显著增加；3)H&E和油红O染色显示TPPP3-/-小鼠肝组织脂肪样变性和气球样变明显；4)TPPP3-/-小鼠糖耐量实验及曲线下面积均明显高于对照组,糖耐量受损；5)TPPP3-/-小鼠血清中胰岛素浓度明显增加；6)Real time PCR结果显示,TPPP3-/-小鼠脂肪组织中炎症因子表达明显增加,如MCP-1、F4/80、CD68、 TNF-α等；TPPP3-/-小鼠肝脏组织中促进脂肪酸和甘油三酯合成的酶SCD-1和ACC表达增加,促进胆固醇合成的酶FDS表达增加；负反馈调节胆固醇合成的酶Insig-1表达减少,导致胆固醇合成增加。结论：TPPP3可能是抵抗肥胖的重要因子。脂肪组织中炎症因子上调,呈现慢性低度炎症,导致肥胖。第二部分：促微管聚合蛋白TPPP3在肺癌发生中的作用及其分子机制研究目的：明确TPPP3在肺癌发生发展中的肿瘤生物学行为,并探讨TPPP3促进肺癌发生的分子调控机制。方法：通过免疫组化分析组织芯片中TPPP3的表达与术后总体生存率的相关性；通过shRNA-TPPP3慢病毒颗粒构建了TPPP3下调的稳转细胞株,并对其进行了体外细胞功能试验和体内裸鼠成瘤研究；采用Western blot方法检测增殖和凋亡相关蛋白的表达水平。结果：1)TPPP3在在肿瘤及其癌旁(正常)组织中的表达存在差异性,在肿瘤组织的表达较正常或者癌旁组织高,结合COX回归分析得出TPPP3在肺癌组织中的表达情况是影响肺癌患者总体生存的独立危险因素；2)TPPP3下调的稳转细胞株鉴定成功；3)CCK-8和活细胞工作站结果表明干扰TPPP3后,H1299细胞增殖速度减弱；Transwell结果表明干扰TPPP3后,细胞迁移和侵袭速度减慢；裸鼠移植瘤实验观察干扰TPPP3后,成瘤生长速度减缓。4)干扰TPPP3可以同时下调增殖相关蛋白(P-Stat3和P-AKT)和抗凋亡蛋白(Survivin 和 Bcl-2)的表达水平。结论：TPPP3可能通过影响细胞增殖和凋亡蛋白相关分子的水平调节肿瘤细胞增殖。