食管癌中DSG2高表达及其S782位点异常磷酸化修饰的功能、分子作用机制与临床意义研究

Our previous studies show that desmocollin-2 (DSC2), a desmosomal cadherin protein, is down-regulation in esophageal squamous cell carcinoma (ESCC) and its expression is related to poor overall survival of ESCC patients. Increasing the expression level of DSC2 inhibits the invasion and metastasis of cancer cells, indicating DSC2 may function as a negative regulator of tumorigenesis. More recently, we have found that, different from DSC2, another desmosomal cadherin protein, desmoglein-2 (DSG2) is over-expression and promotes cancer cell invasion and migration. Moreover, phosphorylation at Ser-782 of DSG2 can also obviously increase the migration of esophageal cancer cells, suggesting that DSG2 overexpression and its abnormal phosphorylation is an important molecular event of esophageal carcinoma, but the exact roles and the molecular mechanisms of DSG2 protein expression and phosphorylation at Ser-782 in esophageal carcinoma are unclear. In this proposal, we sought to identify the key protein kinase(s) which can phosphorylate DSG2 at Ser-782 and the binding partners of phosphorylated DSG2. After that, we will explore the roles, underlying mechanisms and clinical significance of DSG2 in esophageal carcinoma by using in vitro and in vivo methods.

我们以往研究发现，食管癌中，桥粒钙粘素DSC2显著低表达，与食管癌患者生存期缩短密切相关；提高DSC2表达水平可明显抑制癌细胞侵袭移动，说明发挥负性功能。近年我们意外发现，虽同为桥粒钙粘素，与DSC2相反，DSG2在食管癌中发挥正性功能，不但在癌细胞中显著高表达，促进癌细胞侵袭移动，而且其S782位点还发生异常磷酸化修饰，可使癌细胞移动能力更强，提示DSG2高表达及其异常磷酸化修饰是食管癌重要分子事件，但DSG2的确切功能的全貌，分子作用机制如何，以及究竟是哪种蛋白激酶使DSG2-S782发生异常磷酸化修饰等重要科学问题均不清楚。为此，本项目拟首先鉴定使DSG2-S782发生异常磷酸化修饰的特异性蛋白激酶以及其它相关功能蛋白，继而设计综合性实验方案，在分子、细胞、整体实验动物和临床组织标本四个层面，全面揭示DSG2高表达及其S782异常磷酸化修饰在食管癌中的功能、分子作用机制与临床意义。

桥粒芯糖蛋白-2（DSG2），是桥粒芯糖蛋白家族成员，在肿瘤的发生发展中起到十分重要的作用。我们的前期工作已证实，在食管鳞癌组织中，与该家族其他成员不同，DSG2呈显著上调表达，且其过表达能够促进食管鳞癌细胞的移动。然而更多深层次的问题尚不清楚，比如：1）在食管鳞癌中，DSG2是否存在翻译后修饰以及该修饰是如何调控的？2）DSG2高表达及其异常磷酸化修饰对食管鳞癌细胞功能有何影响？3）在食管鳞癌中，DSG2蛋白与哪些功能蛋白相互作用，形成蛋白复合物，参与食管鳞癌的恶性进展？4）DSG2在食管鳞癌中的临床意义是什么？基于此，我们以人食管癌组织细胞为研究对象，系统的阐述了DSG2在食管癌中的表达、功能及其临床意义，并深入探讨它们在食管癌细胞中表达调控的分子机制。取得的主要成果如下：1）成功鉴定出食管癌中DSG2蛋白异常磷酸化修饰特异性激酶，以及DSG2发生异常磷酸化的确切修饰位点；2）确认食管癌中DSG2高表达及其T730位点异常磷酸化修饰所致细胞功能；3）揭示DSG2高表达及其T730位点异常磷酸化修饰调控食管癌细胞侵袭迁移的信号转导通路；笃实特异性蛋白激酶D-2（PRKD2）与DSG2-T730位点异常磷酸化修饰，以及癌细胞行为变化之间的确切因果关系；4）明确DSG2蛋白高表达及其T730位点异常磷酸化修饰的相关临床意义。同时，为保证相关知识体系的完整系统性，增加新的研究内容：1）DSG2蛋白胞内水解片段在食管癌中的表达及其生物学功能研究；2）DSG2相关桥粒蛋白PKP3在食管癌组织中的表达及其生物学功能的研究；3）不同转移潜能食管癌细胞亚群的分选及其生物学特征和信号转导通路分析。