GABA_B受体正向变构剂rac-BHFF诱导前列腺癌细胞中EGFR转激活的分子机制初步研究

发布时间：2020-06-17 15:53

【摘要】：我国癌症中心的数据显示,自2008年起,前列腺癌已成为发病率最高的泌尿系统肿瘤,可见其防治形势非常严峻。目前的治疗措施有手术摘除、放疗、内分泌疗法、免疫疗法等,但仍亟需对其发生、发展机制深入研究以开拓新的治疗措施。G蛋白偶联受体(G protein coupled receptor,GPCR)是最大也是研究得最多的细胞膜受体家族,根据序列同源性及功能相似性分成6个家族。在经典的GPCR信号通路中,配体激活的GPCR通过与细胞内的G蛋白相互作用发挥功能。此外,GPCR也可通过配体依赖及非依赖途径转激活酪氨酸激酶受体(receptor tyrosine kinase,RTK),如表皮生长因子受体(EGFR)等,调节细胞应答。β-arrestin是一类与GPCR信号脱敏有关的蛋白,也可作为支架蛋白介导信号转导。γ-氨基丁酸受体(GABA_BR)是抑制性神经递质γ-氨基丁酸(GABA)受体的一种,属于GPCR C家族,不仅参与神经系统的功能,在肿瘤中也有表达。研究表明,GABA_BR可促进或抑制肿瘤的增殖、迁移、侵袭等,但具体机制不明。实验室曾报道,在人前列腺癌PC-3细胞中,GABA_BR激动剂baclofen通过配体依赖途径转激活EGFR及其下游ERK1/2信号通路,并促进细胞迁移。本论文以此为基础,探究PC-3细胞中GABA_BR正向变构剂(PAM)rac-BHFF是否可以转激活EGFR及其下游PI3K/Akt信号通路,并对其分子机制进行初步探讨。实验发现,rac-BHFF可瞬时诱导Akt的磷酸化,并呈剂量依赖性。免疫沉降(IP)实验结果表明rac-BHFF可诱导EGFR转激活;激光共聚焦实验显示,与EGF相似,rac-BHFF可诱导EGFR内化。EGFR的小分子抑制剂Tarceva及Iressa可以下调rac-BHFF诱导的Akt激活,说明rac-BHFF引起的Akt激活依赖于EGFR转激活。为探讨其分子机制,用Gαi/o抑制剂百日咳毒素(pertussis toxin,PTX)及MMPs抑制剂GM6001处理PC-3细胞,发现二者均不能抑制rac-BHFF引起的Akt激活,提示rac-BHFF诱导的Akt激活不依赖于Gαi/o及MMPs介导的释放活性配体途径。研究表明,β-arrestin1在GPCR诱导的EGFR转激活中具重要作用。为明确β-arrestin1是否介导rac-BHFF诱导的EGFR转激活,建立β-arrestin1敲低的稳定细胞系,发现敲低β-arrestin1显著下调rac-BHFF诱导的EGFR及Akt的磷酸化水平,说明GABA_BR诱导的EGFR转激活及其下游Akt的活化依赖于β-arrestin1。用rac-BHFF长时间处理PC-3细胞,发现敲低β-arrestin1抑制rac-BHFF对克隆形成的促进作用,并促进低氧条件下rac-BHFF引起的细胞自噬,提示β-arrestin1在rac-BHFF诱导的细胞应答中具有重要作用。总之,本文首次发现,GABA_BR的正向变构剂rac-BHFF可通过β-arrestin1转激活EGFR及其下游的Akt信号通路;rac-BHFF诱导的细胞增殖依赖于β-arrestin1;β-arrestin1可抑制低氧条件下rac-BHFF对细胞自噬的促进作用。这些结果表明,β-arrestin1在GABA_BR诱导的EGFR转激活、细胞增殖及自噬中起着关键作用。该工作为阐明前列腺癌的发生机制提供了新的理论基础,为前列腺癌的治疗提供了新靶标及新思路。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R737.25
【图文】：

前列腺癌,男性,发病率,年龄标准

图 1.1 2012 年男性前列腺癌的预测世标率。注：年龄标准化发病率是各年龄段发病率乘以该年龄段人员占比之和，即去除年龄影响因素之后的发病率。世标率是按世界标准人员构成计算得出的年龄标准化发病率[3]。（3）地理因素前列腺癌在北美洲、欧洲西北部、澳大利亚和加勒比海群岛最为常见，而在亚洲、非洲、及南美洲不太常见。（4）基因及家族因素前列腺癌是最易遗传的人类恶性肿瘤之一，7-12%的转移性

偏向性,效应,心脏损伤,靶向

华中科技大学硕士学位论文亡等有益效应[123]。慢性 β1-AR 激活引起心脏损伤，而 β-arrestin 介导的 β1-AR 转激活 EGFR 对心脏有保护作用。因此，开发可以选择性激活 G 蛋白通路或 β-arrestin 通路的偏向性配体就可以选择性的促进或阻遏GPCR活化诱导的有益效应或有害效应，这也为靶向 GPCR 药物的研发提供了一个新的思路。

【参考文献】