NDRG1蛋白对结直肠癌肿瘤转移调控机制初探

发布时间：2019-05-27 13:11

【摘要】：原发肿瘤的转移是导致大约90%恶性肿瘤相关死亡的原因。然而目前的研究对于调控原发肿瘤发生迁移、浸润及形成转移灶的分子生物机制仍知之甚少。因此进行肿瘤转移相关分子生物学机制的研究对于克服目前恶性肿瘤治疗领域的难题有重要的意义。本课题组前期的研究成果发现肿瘤转移抑制基因N-myc下游调控基因1(NDRG1)可以显著地抑制恶性实体肿瘤如结直肠癌、前列腺癌等的迁移及发展。其发挥作用的机制包括抑制转化生长因子-β(TGF-β)诱导的肿瘤细胞上皮间质转化(EMT),维持肿瘤细胞的上皮组织形态特点,并通过保持上皮细胞间黏附分子E-cadherin和β-catenin的表达水平而稳定细胞间黏附,有效地抑制了肿瘤细胞的迁移能力。进一步的研究还发现NDRG1通过作用于ROCK1/pMLC2信号传导通路,从而抑制了肌动蛋白聚合(F-actin)与应力纤维合成,进而在结直肠癌、前列腺癌等实体肿瘤发挥了抑制肿瘤细胞迁移能力的作用。前期研究还发现NDRG1可以调节β-catenin的磷酸化,从而影响β-catenin在细胞内的分布,促使其聚集在细胞膜,并可以有效抑制WNT3a诱导产生的细胞核中β-catenin的聚集,阻止WNT/β-catenin信号通路的传递,抑制β-catenin介导的TCF/LEF转录因子的激活及cyclin D1等原癌基因的表达上调。但是NDRG1抑制肿瘤细胞迁移浸润的机制和分子靶标尚不完全清楚,需要进一步的研究。在本研究中我们在前期课题组研究构建的NDRG1过表达和表达沉默肿瘤细胞模型——结肠癌细胞株HT29和前列腺癌细胞株DU145及pc3mm——中,研究了ndrg1对原癌基因c-src活性及其下游信号蛋白的影响。首先我们研究了ndrg1对c-src激酶活性的影响,结果发现ndrg1可以显著抑制c-src在氨基酸位点tyr416的磷酸化,从而抑制了其激酶活性。我们进一步研究了ndrg1调控c-src激酶活性的机制,发现ndrg1可以下调egfr的蛋白表达,并阻滞egf对egfr的激活作用,从而抑制了egfr与c-src的蛋白相互结合。其次,我们研究了ndrg1表达变化是否影响c-src下游信号蛋白。结果发现ndrg1可以有效抑制p130cas的磷酸活化,从而抑制了其与crkⅡ的蛋白相互结合,而这导致了ndrg1对rac1活性的抑制作用。ndrg1对rac1下游靶蛋白pak1活性的抑制作用进一步证实了这一结果。同时我们还发现ndrg1可以抑制c-abl-crkⅡ信号通路。应用c-srcsirna及激酶活性特异性抑制剂su6656,我们还发现,ndrg1对p130cas的抑制作用是依赖于c-src的,而对c-abl-crkⅡ信号通路则并不依赖于c-src。最后,我们研究了ndrg1对肿瘤细胞迁移能力的影响,发现ndrg1对c-src的抑制作用在介导ndrg1抑制肿瘤细胞迁移中发挥了重要作用。另外,我们还发现应用新型缩氨基硫脲类铁离子螯合剂dp44mt、dpc可以抑制c-src在氨基酸位点c-src的磷酸化,从而抑制了其激酶活性。本研究首次发现了ndrg1可以抑制原癌基因c-src的激酶活性及其下游信号通路,并阐明了ndrg1调控c-src激酶活性的机制,进一步明确了ndrg1抑制结肠癌和前列腺癌等恶性肿瘤细胞迁移的机制,为分子靶向抑制结肠癌与前列腺癌迁移侵袭及转移提供了新的思路与方向,为铁离子螯合剂应用于抗肿瘤侵袭转移的治疗提供了一定的理论基础。
[Abstract]:The metastasis of the primary tumor is the cause of the death associated with approximately 90% of the malignant tumor. However, the present study is still very little known about the molecular biological mechanism that regulates the migration, infiltration and formation of metastatic foci in the primary tumorigenesis. Therefore, the research of molecular biological mechanism related to tumor metastasis is of great significance in overcoming the current problems in the field of malignant tumor treatment. The results of this research group have found that the tumor metastasis suppressor gene N-myc downstream regulatory gene 1 (NDRG1) can significantly inhibit the migration and development of malignant solid tumors, such as colorectal cancer, prostate cancer, and the like. The mechanism of the invention comprises the following steps of: inhibiting the transformation of a tumor cell epithelial mesenchymal transition (EMT) induced by the transformation growth factor-1 (TGF-1), and maintaining the morphological characteristics of the epithelial tissue of the tumor cell; And the cell adhesion is stabilized by maintaining the expression level of the intercellular adhesion molecules E-cadherin and E-catenin, and the migration capability of the tumor cells is effectively inhibited. The further study also found that NDRG1 can inhibit the synthesis of actin (F-actin) and stress fiber by acting on the ROCK1/ pMLC2 signaling pathway, so as to play a role in inhibiting the migration of tumor cells in solid tumors such as colorectal cancer and prostate cancer. The early-stage study also found that NDRG1 can regulate the phosphorylation of HCO3-catenin, thereby affecting the distribution of antigen-cattenin in the cell, promoting the aggregation of the antigen-cattenin in the cell membrane, and effectively inhibiting the aggregation of the HCO3-catenin in the nucleus produced by the WNT3a, and preventing the transmission of the WNT/ HCO3-cattenin signal path, The activation of the transcription factor of TCF/ LEF and the expression of cyclin D1 were upregulated. However, the mechanism and molecular target of NDRG1 to inhibit the migration and infiltration of tumor cells is not completely clear, and further research is needed. In this study, we studied the effect of ndrg1 on the c-src activity and its downstream signal protein in the NDRG1 overexpression and the expression silent tumor cell model _ colon cancer cell line HT29 and the prostate cancer cell line DU145 and pc3 mm _ in the previous research group. First we studied the effect of ndrg1 on c-src kinase activity, and it was found that ndrg1 could significantly inhibit the phosphorylation of c-src at amino acid site tyr416, thereby inhibiting its kinase activity. We further study the mechanism of ndrg1 to regulate c-src kinase activity, and found that ndrg1 can lower the protein expression of egfr and block the activation of egfr to egfr, thus inhibiting the binding of egfr and c-src. Secondly, we studied whether the expression of ndrg1 affects the c-src downstream signal protein. The results show that ndrg1 can effectively inhibit the activation of phosphoric acid in p130cas, thus inhibiting the binding of ndrg1 to the protein of crk II, which results in the inhibition of ndrg1 on the activity of rac1. The inhibitory effect of ndrg1 on the activity of the target protein pk1 downstream of rac1 further confirmed the result. At the same time, we also found that ndrg1 can suppress the c-abl-crk II signal path. Using c-srcsirna and kinase activity-specific inhibitor su6656, we also found that the inhibition of ndrg1 on p130cas was dependent on c-src and the c-abl-crk II signal path was not dependent on c-src. Finally, we studied the effect of ndrg1 on the tumor cell migration ability, and found that the inhibition of ndrg1 on c-src plays an important role in the inhibition of tumor cell migration by ndrg1. In addition, we have also found that the application of the new type of the amino-sulfur-type iron ion-binding agent dp44mt, dpc can suppress the c-src phosphorylation at the amino acid site c-src, thereby inhibiting its kinase activity. In this study, it was first found that ndrg1 could inhibit the kinase activity of proto-oncogene c-src and its downstream signal pathway, and explained the mechanism of ndrg1 to regulate c-src kinase activity, and further clarified the mechanism of ndrg1 to inhibit the migration of cancer cells such as colon cancer and prostate cancer. The invention provides a new thought and a direction for molecular targeted inhibition of migration and invasion and metastasis of colon cancer and prostate cancer, and provides a certain theoretical foundation for the application of the iron ion chelating agent to the treatment of anti-tumor invasion and metastasis.
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R735.34

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本文编号：2486174