Aurka激酶影响泡状棘球蚴生长发育的分子机制

The invasive growth and metastasis of Echinococcus multilocularis (Em) larval in the host liver cause alveolar echinococcosis (AE), one of the most fatal helminthic infections of humans. Aurka is one member of the highly conserved serine/threonine protein kinase family, which play a crucial role in cell division. In our previous study, we found that Em contains Aurka homologue, which can bind p53 homologue Emp53 in vitro. Emp53 also contains phosphorylation sites of Aurka. In this study, we will use the established in vitro system of Em, in combination of the lenti-virus based RNAi system and molecular biological technics, to confirm the interaction of Aurka and p53 and analyze the role of key molecules involved in Aurka-p53 signaling pathway in regulation of Em cell proliferation and differentiation. The effects of Aurka on protein kinases activities and the underlying mechanism will be identified and characterized. Further, we will analyze the feasibility and validity of Aurka inhibitors as the drug candidates for AE treatment. These results will deep our understanding in the mechanism of Em larval development and offer the opportunities for finding new drug targets.

泡状棘球蚴病是一种危害严重的致死性寄生虫病，由泡球蚴在人体内呈肿瘤样浸润迁移生长引起。Aurka是一类高度保守的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，在细胞分裂中发挥重要作用。我们前期研究发现泡球蚴存在Aurka同源分子，其可与泡球蚴p53的同源分子Emp53结合，而Emp53存在潜在的Aurka磷酸化位点。本项目将以体外泡球蚴培养系统作为实验模型，利用前期建立的lenti-virus基因干扰系统并综合运用细胞、免疫及分子生物学手段，明确泡球蚴Aurka与p53的作用关系，阐明Aurka-p53信号通路关键分子在泡球蚴细胞增殖、分化过程中的作用，分析Aurka对AKT和GSK-3β等激酶的影响，揭示Aurka影响泡球蚴生长发育的分子机制。在此基础上分析Aurka小分子抑制剂作为治疗泡球蚴病候选药物的可行性。本项目将为泡球蚴生长发育的分子机制研究提供新的视野和思路，同时有助于泡球蚴病新药物靶点的发现。

泡球蚴病（Alveolar echinococcosis, AE）是一种严重危害人类健康的致死性寄生虫病，是我国目前重点防治的寄生虫病之一。泡球蚴内存在一类具有无限增殖能力和分化潜能的成体干细胞——生发细胞。泡球蚴在人体内类似肿瘤样生长发育生长发育、侵润宿主组织和转移，都以生发细胞为基础。对生发细胞功能调控机制的研究有助于深入理解泡球蚴生长发育的分子机理，同时对探索新的泡球蚴病药物治疗靶点具有重要意义。.本项目中，我们克隆并鉴定了泡球蚴极光激酶（AURK）的同源分子EmAURKA和EmAURKB。EmAURKA和EmAURKB具有保守的AURK功能域，具有激酶活性，且RxT motif中的苏氨酸位点是其行使激酶功能所必需。泡球蚴两种AURK均在增殖的生发细胞中特异高表达，消除生发细胞后EmAURKA和EmAURKB表达降低。泡球蚴AURKs可与Emp53相互作用，而后者在生发细胞中特异表达，且在生发细胞增殖和维持中可能发挥重要作用。进一步研究发现，AURK-p53信号通路参与调控生发细胞有丝分裂进程。利用小分子抑制剂MLN8237抑制泡球蚴AURKs活性后，生发细胞有丝分裂过程中染色质排列异常，组蛋白Histone H3磷酸化水平下调，染色质不能正常分裂，导致多核细胞产生。抑制剂处理早期，有丝分裂异常的同时p53表达上调，可激活检测点相关通路诱导生发细胞衰老死亡。随后生发细胞数目显著降低，生发细胞群被特异消除，最终泡球蚴生长发育受到抑制。.本项目从泡球蚴成体干细胞——生发细胞的有丝分裂进程调控角度入手，重点分析了泡球蚴极光激酶AURK-p53信号通路在生发细胞增殖分裂以及维持中的作用，有助于加深理解泡球蚴在宿主体内生长发育的机理。同时我们发现小分子抑制剂MLN8237可特异消杀生发细胞群，体外培养和小鼠体内的泡球蚴生长发育均受到抑制，提示AURK可成为极具潜力的药物靶点。这为今后新型泡球蚴病的药物研发提供理论基础，为我国的泡球蚴病防治提供新思路。