Caveolin-1对血肿瘤屏障紧密连接调节机制的研究

前期研究证明在低频超声辐照选择性开放血肿瘤屏障的过程中，caveolin-1能够下调occludin的表达并诱导其内化，增加血肿瘤屏障的通透性，但关于caveolin-1对紧密连接的调节效果和机制不清。为此，本项目首先研究caveolin-1对紧密连接结构和功能的影响，明确caveolin-1对血肿瘤屏障紧密连接的调节效果；进一步研究caveolin-1是否通过Rho/ROCK信号通路和/或与紧密连接相关蛋白的相互作用调节紧密连接功能，明确caveolin-1调节血肿瘤屏障紧密连接的可能机制；在此基础上研究低频超声辐照后，caveolin-1对紧密连接相关蛋白表达和血肿瘤屏障通透性的影响以及调节机制，明确caveolin-1在低频超声开放血肿瘤屏障中的作用。本项目能够进一步阐明低频超声选择性开放血肿瘤屏障的分子机制，为脑胶质瘤等中枢神经系统疾病的治疗提供新途径。

本项目发现caveolin-1对血肿瘤屏障(blood-tumor barrier, BTB)紧密连接(tight junction, TJ)相关蛋白的表达呈正性调节作用，特异性沉默caveolin-1使其表达减少后，TJ相关蛋白occludin 和 ZO-1 的表达显著下调，BTB通透性显著升高，证明caveolin-1可通过影响TJ的细胞旁途径调节BTB的通透性。同时发现caveolin-1表达沉默能够上调RhoA和ROCK Ⅱ的表达水平，应用RhoA和ROCKⅡ抑制剂阻断二者作用后，caveolin-1调节TJ相关蛋白表达和BTB通透性的能力减弱，提示Rho/ROCK信号途径是caveolin-1调节TJ作用的机制之一。免疫共沉淀结果显示caveolin-1与occludin和ZO-1能够相互结合，分别将occludin和ZO-1的caveolin-结合基序中的芳香族氨基酸突变后，caveolin-1与occludin和ZO-1的结合能力显著减低，并且证明occludin 的Y106和ZO-1的Y1061氨基酸位点是与caveolin-1结合的关键位点，提示caveolin-1能够通过与occludin和ZO-1相互作用，实现caveolin-1对TJ结构和功能的调节。首次证明低频超声辐照可通过caveolin-1调节TJ的结构和功能，并且Rho/ROCK信号途径和与TJ相关蛋白相互作用是caveolin-1发挥作用的分子机制。研究结果阐明了caveolin-1调节TJ结构和功能的分子机制，为选择性开放BTB提供了新策略，为脑胶质瘤的化疗提供了新途径。