肿瘤细胞首先粘附于细胞外基质(ECM),通过信号转导影响细胞粘附、运动和迁移,因此干扰ECM信号转导对抑制肿瘤转移具有重要意义。整合蛋白介导的信号转导通路,特别是胞内第一信号分子- - 局部粘着斑激酶(FAK) 是此途径最重要的调控点。Tyr397是FAK的自身磷酸化位点,介导细胞迁移的关键部位。本课题组在人结肠癌组织中筛选到FAK基因突变体,证明了此突变能导致Tyr397位点非自身磷酸化。这是最新发现的Tyr397磷酸化方式,其信号转导通路的上游酪氨酸磷酸激酶和下游信号分子均不明确。本课题组将深入研究FAK非自身磷酸化在肿瘤侵袭转移的分子机制,明确导致FAK非自身磷酸化的酪氨酸磷酸激酶和下游信号蛋白,为寻找具有临床应用价值的有效生化标志物提供理论依据;另一方面,本课题的阐明也有助于未来通过FAK磷酸化抗体或抑制相关蛋白表达来阻断信号转导,抑制肿瘤细胞侵袭、运动及转移,进行有效的靶点治疗。
FAK gene mutation;tyrosine kinase;Src;PTPα;Myosin IIa
黏着斑激酶(FAK)是一种胞质非受体酪氨酸激酶,是细胞外基质信号调控的主要靶点。前期研究中,我们从肿瘤组织中筛选到一个黏着斑靶向序列FAT缺陷型突变体(FAK-Del31),将该突变体转染至某些肿瘤细胞株后,发现其FAK自磷酸化位点Tyr397的磷酸化水平是野生型的5~8倍。提示FAK-Del31发生了不依赖于细胞外基质信号的活化过程,但其活化机制及下游信号通路尚不清楚。 本研究从如下几个方面进行了探讨。1采用慢病毒感染的方法建立稳转乳腺癌细胞株,通过细胞生物学分析发现过表达FAK-Del31可在体外实验中促进乳腺癌细胞的侵袭、运动以及克隆形成,提示FAK-Del31所具有的生物学功能可能与肿瘤的恶性进展相关。2明确了突变破坏了FAT的功能,通过点突变技术发现其Tyr397磷酸化依赖于自身激酶活性,并且自身分子间相互作用不是FAK-Del31活化的主要方式;通过分析FAK N-端结构域(FERM)与FAK-Del31磷酸化之间的关系,提示FAK-Del31经历了分子内自抑制构象的“开放”,并且这种构象变化并不是突变本身造成,而是有其它蛋白或脂类参与。3致力于寻找导致FAK-Del31 Tyr397磷酸化增强的蛋白。采用蛋白质谱方法发现骨架蛋白Myosin IIa和Actin与FAK-Del31结合减弱。这个结果通过免疫共沉淀和免疫荧光得到进一步证实。为了解Myosin IIa同FAK-Del31磷酸化之间的关系,我们通过siRNA敲除Myosin IIa后发现野生型FAK磷酸化受到抑制,但突变体受影响较小,提示FAT的破坏降低了细胞骨架对上游黏着斑分子FAK的反馈调节。4在FAK-Del31下游信号通路分析中发现Src Tyr527去磷酸化、Src Tyr416磷酸化、PTPα Tyr789磷酸化;siRNA敲除PTPα可以抑制Src活化,提示FAK-Del31有可能通过PTPα Tyr789位点磷酸化激活Src。 本研究初步揭示了FAK-Del31磷酸化增强的分子机制,并在其中发现一条新的Src调控通路FAK-Del31通过PTPα Tyr789活化Src。本项目的研究有助于我们更加全面地了解FAK介导的信号转导通路在肿瘤转移中的作用。