CD147与Integrin α3β1 相互作用的结构基础及其在肝癌恶性进展中的生物学意义

CD147是促进肝癌恶性进展的重要分子。我们的研究已证实HAb18G/CD147与信号转导关键分子Integrin α3β1共定位于肝癌(HCC)细胞膜上，通过Integrin α3β1介导的FAK-Paxillin和FAK-PI3K-Ca2+ 信号通路促进肝癌细胞的侵袭和转移。我们解析的HAb18G/CD147的晶体结构也提示CD147可能以二聚体的形式结合异源二聚体的Integrin α3β1。本项目拟在上述结构和功能研究的基础上，采用非晶体学结构生物学研究方法（ITC、SPR）与复合物晶体结构解析有机结合的策略，揭示CD147与Integrin α3β1相互作用的结构基础，并通过定点突变和功能验证明确这种相互作用对肝癌细胞生物学行为的影响。本研究不仅是阐明二者结构－功能关系和信号调节机制的重要突破口，也将为发现和确定新的药靶，进行基于结构的抗肝癌浸润转移药物的新药设计和研发奠定基础。

CD147分子是属于免疫球蛋白超家族（IgSF）的I型整合跨膜糖蛋白，是促进肿瘤恶性进展的重要细胞粘附分子。Integrin是异源二聚体的跨膜双向信号传导分子。我们以往的细胞生物学研究表明：HAb18G/CD147与跨膜双向信号转导分子Integrin α3β1共定位于肝癌(HCC)细胞膜上，通过Integrin α3β1介导的FAK-Paxillin和FAK-PI3K-Ca2+ 信号通路促进肝癌细胞的侵袭和转移。我们首次解析的HAb18G/CD147晶体结构也提示，CD147可能以二聚体的形式结合异源二聚体的Integrin。本项目拟在上述结构和功能研究的基础上，采用非晶体学结构生物学研究方法（ITC、SPR）与复合物晶体结构解析有机结合的策略，揭示CD147与Integrin α3β1相互作用的结构基础，并通过定点突变和功能验证明确这种相互作用对肝癌细胞生物学行为的影响。本研究不仅是阐明二者结构－功能关系和信号调节机制的重要突破口，也将为发现和确定新的药靶，进行基于结构的抗肝癌新药设计和研发奠定基础。. 通过本项目的立项和实施，阐明了有关CD147与integrinα3β1相互作用的几个关键问题：1）HAb18G/CD147的 Ig-I domain结合integrin β1亚基的βA-domain; 2）SiRNA抑制HAb18G/CD147表达或integrin配体模拟肽(GRGDS)竞争性抑制CD147-integrin相互作用，可降低Integrin下游信号分子FAK表达和磷酸化水平，导致细胞骨架重排，降低肝癌细胞的迁移、侵袭、MMPs分泌和肿瘤生长潜能；3）HAb18G/CD147分子的聚化对其生物学功能的发挥至关重要，破坏寡聚可能通过影响其与integrin的结合而影响integrin下游信号关键分子MAPK的激活以及MMP2的分泌，进而导致CD147原有细胞生物学功能的减弱或丧失。. 任何未知结构的蛋白质的结晶和结构解析都具有一定的挑战性和风险性。由于本项目在进展过程中遇到技术困难，未能按照原定研究计划解析CD147与Integrinα3β1复合物的晶体结构。但现有研究结果揭示了参与相互作用的CD147 domain及integrin关键残基等信息，为进一步合理设计和优化蛋白表达以及复合物晶体结构的解析提供了重要