抑癌基因Smad4在有丝分裂监测点中的功能和机理研究

有丝分裂检测点(Mitotic Chechpoint)保证有丝分裂中染色体被精确地分配到子代细胞。其信号传导的缺陷会增加染色体不对称分配的几率，造成染色体不稳定性，从而促进肿瘤的发生。Smad4基因抑制肿瘤发生并在许多癌细胞中失活或缺失，但其抑癌机理及其缺失与肿瘤发生的关系不清楚。我们前期研究发现Smad4表达促进有丝分裂检测点信号传导分子Mps1的激酶活力，Smad4的缺失导致有丝分裂期监测点信号传导受损，有丝分裂出错几率增加，染色体不稳定性增加；Smad4的缺失导致监测点信号传导重要分子HEC1的表达降低。我们推测SMAD4缺失导致有丝分裂期监测点信号传导缺陷可能是某些相关肿瘤发生的一种机理。我们拟进一步鉴定Smad4对有丝分裂检测点信号传导的调控，研究Smad4调节有丝分裂期监测点信号传导和抑制肿瘤的分子机制，探讨Smad4作为相关肿瘤治疗标靶的可能性。

结题摘要：.Smad4基因抑制肿瘤发生，在许多癌细胞中失活或缺失，但其抑癌机理及其缺失与肿瘤发生的关系不清楚。有丝分裂检测点(Mitotic Chechpoint)保证有丝分裂中染色体被精确地分配到子代细胞。其信号传导的缺陷会增加染色体不对称分配的几率，造成染色体不稳定性，促进肿瘤的发生。本项目前期相关研究发现Smad4表达促进有丝分裂检测点信号传导分子Mps1的活力，提示Smad4或者其相关的信号通路可能与有丝分裂期监测点信号传导有内在联系。这也与已有报道在SMAD4缺陷的肿瘤中有一半以上的肿瘤细胞表现出有丝分裂出错几率增加，染色体不稳定性增加的现象相吻合。研究SMAD4在有丝分裂期监测点信号传导中的功能和机制有利于阐明和加深对SMAD4及有丝分裂期监测点信号传导在抑制肿瘤和肿瘤发生的分子机制的理解，为相关肿瘤的治疗提供参考。.本项目计划研究二点：1）Smad4是否参与有丝分裂监测点信号传导调控；2）SMAD4如何调节有丝分裂监测点。目的是要描述Smad4缺失所导致的有丝分裂缺陷并确定Smad4所调节的有丝分裂监测点信号传导分子有哪些，以及是如何受到调节的。项目研究发现：1）Smad4信号缺失导致有丝分裂监测点的缺陷；2）BMP信号（Smad4/Smad1/Smad5）通路调节有丝分裂监测点，而TGF-beta信号（Smad4/Smad1/Smad5）对有丝分裂监测点的影响相对来说，不如BMP信号通路的作用大；3）BMP信号（Smad4/Smad1/Smad5）信号通路调节有丝分裂监测点主要是通过调控有丝分裂监测点基因Bub3，MAD2, Hec1，TTK(Mps1)的表达来实现的；4）外源的BMP，TGF-beta或是Activin的刺激改变有丝分裂监测点以及上述基因的表达，其中Bub3的表达会受到BMP信号刺激而显著上调，Bub3可能是BMP主要的下游分子。上述研究首次发现了信号通路调节有丝分裂监测点的现象和机制，建立了抑癌基因Smad4和染色体稳定性维持机制间的内在联系，为由于SMAD4缺陷或有丝分裂监测点缺陷而导致的肿瘤的预防和治疗提供了一定的参考。