磷脂酰肌醇锚合成缺陷通过朊病毒蛋白（PrP）影响胰腺癌细胞转移的机制

Prion protein (PrP) is a biomarker for poor prognosis in many cancers, including pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC), gastric cancer, and breast cancer. PDAC is one of the most dangerous cancers about which the metastasis mechanism is unsolved. We recently reported that in most PDAC cell lines PrP exists as pro-PrP which is generated due to dysfunction of glycosylphosphatidylinositol (GPI) anchor synthesis machinery. In contrast to GPI anchored PrP which localizes mostly on lipid raft, pro-PrP does not localize on lipid raft and interacts with filamin A (FLNa). Interaction between FLNa and pro-PrP alters the cytoskeletal system and changes cellular signal transduction. In this project, we focus on how GPI anchor machinery dysfunction affects cellular trafficking of pro-PrP and how pro-PrP affects hsp27/cofilin-1 mediated cellular signal transduction and cellular migration. Our study will provide further insights into how GPI anchor deficiency enhances PDAC tumorigenesis and help to identify better targets for PDAC treatment.

朊病毒蛋白（PrP）是多种癌症患者预后差的生物学标记。而胰腺癌是实体瘤中恶性程度最高的癌症之一且其癌细胞转移的分子机制目前不明确。在大多数胰腺癌中，PrP的存在形式是原朊病毒蛋白（pro-PrP）而非磷脂酰肌醇锚(GPI anchored)的细胞型PrP。我们近期报道了胰腺癌细胞中由于GPI anchor合成缺陷产生pro-PrP，而pro-PrP通过和细丝蛋白A(Filamin A)相互作用改变细胞骨架、影响细胞信号传导并促进细胞迁移。但是相关的分子机制并不明确。本项目拟利用胰腺导管细胞株AsPC1、BxPC3为模型，研究GPI anchor合成缺陷对pro-PrP的细胞膜定位、pro-PrP经由hsp27/cofilin-1影响细胞骨架和信号传导及细胞迁移的机理。阐明GPI anchor合成缺陷对pro-PrP的生成来影响胰腺癌细胞转移的机制将对发展更有效的癌症治疗方案产生积极的影响。

朊病毒蛋白（PrP）是多种癌症患者预后差的生物学标记。而胰腺癌是实体瘤中恶性程度最高的癌症之一且其癌细胞转移的分子机制目前不明确。在大多数胰腺癌中，PrP的存在形式是原朊病毒蛋白（pro-PrP）而非磷脂酰肌醇锚(GPI anchored)的细胞型PrP。我们的研究表明，表达pro-PrP的胰腺癌细胞株BxPC-3不仅比表达GPI anchored PrP细胞AsPC-1迁移更快，而且具有抵抗细胞凋亡的功能。在内质网应激（ER stress）条件下，野生型BxPC-3比PrP敲除的细胞系更能抵抗细胞凋亡。进一步研究发现敲除PrP后，凋亡受体Fas的表达量升高，这是其凋亡增加的直接原因。另一方面暗示了PrP的表达使得细胞的免疫原性降低，逃逸免疫细胞的杀伤。而在黑色素瘤细胞M2中，敲除PrP显著降低TNF-α介导的细胞迁移。TNFα激活NF-κB信号通路，降低FOXP3的表达，进而影响与自噬溶酶体形成相关的基因SNAP29来降低细胞自噬水平。干扰TNFα-NF-κB-FOXP3-SNAP29信号通路可能成为阻断肿瘤细胞迁移的一种治疗手段。此外，在缺失pro-PrP的M2细胞中，Akt的蛋白水平降低，从而影响热休克蛋白hsp27的磷酸化，导致F-actin的多聚现象进而降低细胞的迁移。最后通过对恶性黑色素瘤患者的组织样本进行免疫组化染色，发现PrP的表达和细胞膜表面胰岛素样受体（IGF-1Rβ）的表达呈相反趋势，也与肿瘤的分级相关。因此，我们推测PrP通过改变细胞膜表面的受体影响细胞迁移相关的信号通路可能是PrP促进肿瘤细胞迁移的一个重要原因。本项目利用胰腺导管腺癌细胞在内的多种肿瘤细胞系为模型，研究GPI anchor合成缺陷产生的pro-PrP对细胞迁移和细胞凋亡的影响。阐明了PrP在ER stress下具有抵抗胰腺癌细胞凋亡的功能，PrP介导TNF-α引起的自噬溶酶体途径增强细胞迁移，pro-PrP经由hsp27/cofilin-1影响细胞骨架和信号传导及细胞迁移的机理。这些研究将对发展更有效的癌症治疗方案产生积极的影响。