核糖体蛋白RPL22负调控肺癌发生相关功能及机制研究

Lung cancer is a major public health problem and is the most common cause of cancer-related death worldwide.Despite modest improvements in diagnosis and multimodalitytherapeutic methods, lung cancer patients still have a poor prognosis.Ribosomal protein could be away from the ribosome and carry out many extraribosomal functions,such as regulation of cell proliferation and differentiation. As reported that RPL22 may be involved in some tumor development. In the study of the National Natural Science Fund Project(No.30901708), we found that the expression of RPL22 was significantly down-regulated in lung cancer, and the down-regulation of RPL22 could promote the cell proliferation. Further study revealed that RPL22 could regulat the phosphorylation process of key signal protein PTEN throught interacting with casein kinase 2α（CK2α） in lung cancer cells,and involved in the activation of PI3Ks signaling pathway. The results suggest that RPL22 may be the negative regulator in lung cancer through the signal pathway of CK2/PTEN/PI3K/Akt.So this project intends to study the negative regulation role of ribosomal protein L22 in lung cancer and its molecular mechanism through the following study using the models of RPL22 knockout and transgenic mice: 1) to study the change of spontaneous/induced tumor formation of RPL22 knockout and transgenic mice, 2) to study the proliferation and transformation ability of embryonic lung fibroblast cell of RPL22 knockout and transgenic mice collaborated with or without K-ras mutation, 3) to study the signal transduction pathway through whole genome microarray and phosphorylated proteomic methods.This research will be to explore the new features of RPL22, and help to elucidate the molecular pathogenesis of lung cancer for future clinical treatment.

肺癌已成为世界范围内因癌症死亡的最主要病因，且发病率逐年上升，其发病机制不十分清楚。核糖体蛋白能游离于核糖体外行使核糖体外在功能；核糖体蛋白RPL22为一种重要调控基因，与部分肿瘤形成有关。申请人在国家自然科学基金项目(No.30901708)研究中发现，肺癌组织中RPL22表达明显下调，抑制RPL22表达后细胞活力增强；进一步RPL22能与CK2α相互作用调控抑癌基因PTEN的磷酸化过程，参与PI3Ks相关信号通路活化，提示RPL22可能通过CK2α/PTEN/PI3K/Akt信号途径负调控肺癌发生。本立项拟通过RPL22基因敲除及转基因小鼠模型：1）观察RPL22表达变化后肿瘤形成能力变化；2）比较RPL22表达变化协同K-ras突变对细胞转化能力等影响；3）从转录及翻译后蛋白质磷酸化修饰角度分析RPL22基因相关信号转导通路。本项目为阐明肺癌发病机制、筛选新分子靶标，提供研究基础。

肺癌已成为世界范围内因癌症死亡的最主要病因，且发病率逐年上升，其发病机制不十分清楚。核糖体蛋白能游离于核糖体外行使核糖体外在功能；核糖体蛋白RPL22 为一种重要调控基因，与部分肿瘤形成有关。申请人在国家自然科学基金项目(No.30901708)研究中发现，RPL22 可能是肺癌发生发展的重要的调控基因。通过RPL22 基因敲除及转基因小鼠模型系统分析RPL22 基因在肺癌发生中的作用及相关信号转导通路。结果显示，RPL22基因是体内非致死性基因，对生物体发育无明显影响，体内存在替代机制。本研究成功建立了表型稳定、并能传代的RPL22基因的基因敲除小鼠模型及转基因高表达小鼠模型。RPL22与肺部细胞的异常增殖存在相关性；细胞水平观察到RPL22低表达后细胞增殖能力明显增强，且S期即DNA合成期细胞比例明显增多；与K-ras mut质粒有协同促进细胞增殖能力，提示RPL22基因参与细胞及周期调控，是一种抑制性调控相关基因。在自然饲养条件下，RPL22基因未影响肿瘤形成。但在诱导条件下，乌拉坦化学诱导剂诱导及烟雾诱导下，RPL22低表达表现出更明显的成瘤现象。通过二代测序分析，当RPL22基因能调控许多重要的信号通道关键分子，主要涉及到基因的转录调控因子、细胞周期调控相关基因凋亡相关基因、蛋白翻译调控、核糖体相关基因转录等等。 由于小鼠饲养条件苛刻，且观察时间长，小鼠活体成瘤不易分离，因此在RPL22相关信号通路的研究仍在进行中。在实验过程中，新发现了RPL22蛋白在体外存在抑瘤应答活性，RPL22蛋白在体外具有明显的抑制癌细胞增殖，延缓细胞周期因此，本研究在原有的项目任务的基础上，进一步系统观察了RPL22活性蛋白在体外的抑瘤活性，RPL22蛋白的体外抗肿瘤活性看，侧面验证出RPL基因可能是一种抑制性调控相关基因，补充RPL22蛋白能增强机体抗瘤能力。本研究对RPL22基因的系列研究，能进一步帮助阐明肺癌发病的分子生物学机制、进而筛选出治疗肺癌可能的新分子靶标，为今后临床药物开发提供新的思路和策略，具有积极深远的理论和现实意义。