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热休克蛋白HSP90抑制剂通过抑制分子伴侣HSP90蛋白的ATP酶活性,而解散HSP90分子伴侣复合体,从而引起HSP90客户蛋白主要通过蛋白酶体(proteasome)途径降解,行使其抗肿瘤活性。在本部分研究中,我们利用基因芯片技术,对海洋蓝藻(Lyngbyamajuscula)环缩肽类毒素apratoxinA的药物作用基因表达谱进行分析。基因芯片结果显示apratoxinA可能通过参与调节HSP90分子伴侣复合体而行使其诱导肿瘤细胞死亡的作用。我们通过对apratoxinA恶唑啉类似物(oz-apraA)的深入研究发现,该类化合物通过促进HSP90客户蛋白从HSP90向HSP/HSC70转移,从而促进HSP90客户蛋白通过分子伴侣介导的自吞噬途径降解(chaperone-mediatedautophagy,CMA)。进一步我们利用该类化合物,确证了EGFR蛋白在其激酶活性域756~760位氨基酸含有CMA特异性识别的KFERQ类似的五肽序列(NKEIL)。这提示EGFR可能代表一类新的膜受体类CMA降解底物。通过对该五肽序列的定点突变研究(NKEIL→AAEIL),我们发现该段序列是apratoxinA恶哗啉类似物诱导EGFR通过CMA途径降解所必需的识别序列。通过该部分的研究,我们认为apratoxin A及其类似物是一类新的HSP90抑制剂,并诱导HSP90客户蛋白通过分子伴侣介导的自吞噬途径降解。
正常细胞和组织的稳态体现为细胞增殖、分化和凋亡的动态平衡。正常的上皮细胞或内皮细胞具有锚定依赖性,其存活依赖于细胞间和细胞与基质间的信号转递。当正常的上皮细胞脱离细胞外基质进入血流后就会引发细胞凋亡,这种在脱离细胞外基质后引起的特殊的细胞凋亡被称为失巢凋亡(Anoikis),通过这一特殊的凋亡机制,生物体可以对在某些细胞分化生长周期短、更新快的组织中维持正常的细胞数目,并且可以防止这些脱落的细胞种植并生长于其他不适宜的地方。失巢凋亡的调控紊乱对于肿瘤形成有重要贡献,并且在恶性肿瘤的转移中,抗失巢凋亡的特性是癌细胞侵袭和转移的必要条件。随着对于肿瘤发生机制和基因序列的测序完成,对于肿瘤细胞获得抗失巢凋亡能力的研究也从细胞水平进入到分子水平。寻找介导癌细胞抗失巢凋亡的信号转导通路和新的癌基因也开始进入系统生物学的阶段。本研究旨在对肿瘤细胞抗失巢凋亡特性在基因水平的分析,以发现蛋白信号通路在该特性中发挥的作用,为发现抑制肿瘤转移的药物靶点提供科学依据。
本研究首先对三种高转移性肿瘤细胞(A549肺癌细胞株,NCl-H1792肺腺癌细胞株和HGC-27胃癌细胞株)在体外建立悬浮生长的模型,利用Affymetrix全基因芯片,对三种细胞正常贴壁生长和悬浮生长环境下的基因差异表达谱进行分析,目的在于发现新的介导肿瘤细胞抗失巢凋亡的信号通路。研究发现:三种肿瘤细胞在悬浮生长情况下,39条信号通路在悬浮生长情况下发生调节改变,主要涉及代谢通路,细胞粘附信号通路和细胞生长信号通路,包括NF-kB信号通路。NF-kB信号通路在肿瘤细胞存活和生长中具有重要的作用,本文着重研究NF-kB信号通路介导肿瘤细胞抗失巢凋亡的作用机制,并深入探讨其信号转导的分子生物机制。