Cavin对Caveolin-1时相特异性的调控及与胰腺癌恶性潜能的相关性研究

Caveolin-1在肿瘤发展中抑/促癌的复杂角色是目前研究的焦点。我们前期通过高通量酪氨酸磷酸化蛋白质谱分析及低通量验证，证实Caveolin-1促进胰腺癌侵袭、转移；但比对其在正常胰腺组织/细胞上的高表达并荟萃分析现有基因组学资料，发现Caveolin-1表达与胰腺癌发生无关。因此提出Caveolin-1在胰腺癌发生早期功能失活，后期促癌转移的"时相特异性"。基于蛋白-蛋白相互作用分析，我们认为Caveolin-1时相特异性与胞内结构蛋白Cavin对其的调控有关，故开展以下研究：(1)通过分析Cavin对Caveolin-1结构和功能的调控，阐明后者时相特异性的分子机制；(2)通过分析Cavin和/或Caveolin-1在胰腺癌恶性进展中的功能角色，阐明促癌机制；(3)通过分析Cavin/Caveolin-1功能轴与胰腺癌临床病理特征及预后的相关性，建立有效的临床预测模型和干预靶点。

胰腺癌是恶性程度最高的消化道肿瘤，预后极差。许多分子靶标被证实参与调控胰腺癌恶性转移潜能，但功能各异。本项目中，我们应用高通量酪氨酸磷酸化蛋白质谱分析筛选高低转移潜能的配对胰腺癌细胞株，发现细胞窖中一个重要的结构蛋白Caveolin-1与胰腺癌转移潜能相关；其表达水平随细胞转移潜能递增；与肿瘤更高的TNM分期及淋巴转移，与患者术后较短的复发及生存时间相关。然而，临床组织样本的免疫组化染色显示Caveolin-1 阳性表达并不局限于癌灶本身，正常胰腺细胞或癌旁间质内均有其阳性染色；近半数配对组织样本中癌与癌旁的Caveolin-1 蛋白水平无显著差异；某些正常胰腺导管上皮细胞（如HPDE 或hTERT-HPNE）内也具有Caveolin-1 表达，甚至一定程度上高于某些无或低转移潜能的胰腺癌细胞。利用酵母双杂交技术、免疫共沉淀、GST-pull down等“蛋白-蛋白相互作用分析”技术，我们证实了细胞内另一个细胞窖核心蛋白Cavin-1参与调控Caveolin-1的表达及功能：一方面Cavin-1将Caveolin-1“锚定”于细胞膜上，共同维持正常的细胞窖结构及功能；另一方面，Cavin-1抑制Caveolin-1蛋白的细胞内转位及后续溶酶体酶降解，保持Caveolin-1正常表达。缺少Cavin-1的胰腺癌细胞，即使高表达Caveolin-1，也无法出现较高的转移潜能；只有Cavin-1联合Caveolin-1共表达，细胞才具有更强的侵袭转移能力。反过来，缺少Caveolin-1的胰腺癌细胞，即使外源性导入Cavin-1，也无法诱导更高的恶性特征。Cavin-1与Caveolin-1在表达及功能上相互依存，只有Cavin-1/Caveolin-1共存的胰腺癌病人才能获得更差的预后。Cavin-1/ Caveolin-1 axis激活了胰腺癌细胞内PI3K/Akt信号通路，诱导细胞发生上皮-间质转化（EMT），促进胰腺癌恶性进展。尽管如此，Cavins家族中其它共轭分子如Cavin-2、Cavin-3、Cavin-4虽然也参与调控Caveolin-1表达，但只有Cavin-1才能显著调控胰腺癌细胞内Caveolin-1分子的促癌功能，成为核心Cavin-1/ Caveolin-1 axis，调控胰腺癌恶性潜能。