CK2诱导的PTEN蛋白Ser380/Thr382/383位点磷酸化激活PI3K/Akt信号通路在胃癌形成、生长及转移中的作用及机制

PTEN, an important tumor suppressor gene, has received a lot of attention on its inactivation mechanism in gastric cancer. In the series of our previous studies, we found a new mechanism of PTEN inactivation in gastric cancer, that was phosphorylation inactivation at its Ser380/Thr382/383 sites. The phosphorylation of these specific sites is usually induced by CK2, which will lead to a loss of phosphatase activities of PTEN and the disability in inhibition of PI3K/Akt signaling pathway, thereby results in the increase of tumor susceptibility. Besides, activation of CK2 and PI3K/Akt signaling pathway is often found in gastric carcinogenesis. Accordingly, we hypothesize that CK2 may allow PTEN phosphorylation inactivation at specific sites in gastric carcinogenesis, then will cause activation of the PI3K/Akt signaling pathway and leave abnormal cell biology, which can be involved in gastric carcinogenesis and development. Therefore, this project intends to explore thoroughly the impact of CK2 on phosphorylation inactivation of PTEN at specific sites and how the inactivation manner regulates PI3K/Akt signaling pathway to show its role and mechanism in the formation, development and metastasis of gastric cancer at the whole, cellular, and molecular level through the establishment of the gastric cancer cell model and nude mouse model with PTEN phosphorylation inactivation at specific sites. It will help expound the mechanism in oncogenesis and development of gastric cancer. Furthermore, it will contribute to providing a new theoretical basis for gene diagnosis and treatment of gastric cancer.

抑癌基因PTEN在胃癌中的失活机制是近来研究的热点。在前期系列研究中，我们发现胃癌中PTEN失活的一种新机制- - PTEN蛋白Ser380/Thr382/383位点磷酸化失活。该特异位点磷酸化通常由CK2诱导，将使PTEN丧失磷酸酶活性，进而失去对PI3K/Akt通路的抑制，使肿瘤易感性增加；而在胃黏膜癌变中亦常存在CK2和PI3K/Akt通路的活化。据此，我们推测：在胃黏膜癌变中，CK2可使PTEN蛋白该特异位点磷酸化失活，进而激活PI3K/Akt通路，引起细胞生物学异常，参与胃癌的发生、发展。因此，项目拟通过建立该特异位点磷酸化失活的胃癌细胞模型和裸鼠模型，从整体、细胞和分子水平深入研究胃黏膜癌变中CK2对PTEN蛋白该特异位点磷酸化失活的影响及该失活方式调控PI3K/Akt通路在胃癌形成、生长及转移中的作用及机制，进一步探讨胃癌的发生、发展机制，为胃癌基因诊断和治疗提供新的理论依据。

背景：.胃癌给国民健康带来了巨大的威胁。PTEN是重要抑癌基因。其编码的蛋白质具有蛋白磷酸酶和脂质磷酸酶的双重活性，可调节多种细胞信号转导通路或功能分子。Hippo调节失常会造成非可控性的增殖和凋亡抑制，从而参与肿瘤的发生。但是当前关于Hippo信号转导通路的调节机制还不是特别明确。本研究以PTEN磷酸酶功能失活、PI3K/Akt信号通路和Hippo信号通路作为研究对象深入研究其对胃癌的影响。.研究内容：.（1）针对90例胃癌与配对癌旁芯片，行免疫组化检测p-PTEN、YAP的表达并进行分析。.（2） 构建各高表达目的基因的胃癌细胞株，检测PTEN磷酸酶功能失活对细胞体外增殖、运动和迁移能力的变化。裸鼠皮下移植瘤模型来观察其失活对胃癌细胞在体内生长的影响。.（3） 行Western blot、核浆分离、免疫荧光检测各高表达目的基因的胃癌细胞株中PI3K/Akt、Hippo信号转导通路相关分子的表达以及YAP的分布。.（4） Co-ip检测各高表达目的基因的胃癌细胞株中YAP上游分子MOB1与LATS1/2结合的多少。.（5） Verteporfin处理各高表达目的基因的胃癌细胞株，观察细胞增殖、迁移能力、p-Akt蛋白的表达。.重要结果和关键数据：.（1）p-PTEN、YAP在胃癌组织中的表达明显高于癌旁组织。p-PTEN与YAP表达呈正相关。.（2）高表达突变型PTEN C124S、G129E的胃癌细胞株细胞增殖、迁移和运动能力明显高于对照组。其形成的瘤体生长速度、瘤体体积以及瘤体质量明显高于对照组。.（3）PTEN磷酸酶功能失活可降低胃癌细胞株中Hippo信号通路分子SAV1、 LATS1、LATS2、MOB1 以及p-YAP（Ser127）的表达，同时增强YAP/TAZ的表达。并激活PI3K/Ak信号通路分子表达且减少胃癌细胞中MOB1与LATS1/ 2的结合。.（4） Verteporfin抑制YAP与转录因子TEAD的结合后，发现各高表达目的基因的胃癌细胞株的增殖、运动能力均明显下降。同时观察到p-Akt的表达也呈verteporfin浓度依赖性下降。.科学意义：.揭示了 PTEN磷酸酶失活对调控胃癌恶性生物学表型具有重要意义。明确了PTEN磷酸酶失活负性调控Hippo信号通路影响胃癌生物学行为。提出在胃癌中，PTEN磷酸酶失活导致的PI3K/Akt