K5下调GRP78诱导肝癌细胞和内皮细胞凋亡的分子机制

申请人以往研究表明： K5蛋白抑制肝癌血管增生和肿瘤生长并激活肿瘤组织Caspase3切割，但其作用机制尚不明确。GRP78在肿瘤细胞和组织中高表达，具有抗凋亡作用。预实验表明低氧时K5下调内皮细胞和肝癌细胞GRP78，提示K5下调GRP78可能是其抑制肝癌肿瘤生长和血管新生双重作用的共同机制。本项目拟明确K5诱导细胞凋亡的信号通路：K5通过调节MAPK何种通路（ERK,p38或JNK）下调GRP78；K5是否通过下调GRP78，释放并激活Caspase7，诱导细胞凋亡；K5可否通过下调GRP78，活化BIK及其下游BAX，使线粒体细胞色素C外流，激活线粒体凋亡通路。同时，本项目采用聚合cRGD的纳米载体传输K5基因实现长期稳定表达，克服重组蛋白的缺陷，通过cRGD和高表达αvβ3的肝癌细胞和内皮细胞结合进行肝癌靶向治疗，进一步验证K5的抗肝癌功能。为开发新的治疗肝癌候选药物提供科学依据。

本项目应用基因工程的方法在原核表达体系获得K5重组蛋白，在体外细胞模型和体内肝癌皮下种植瘤模型、碱烧伤角膜血管新生模型、低氧诱导的视网膜血管新生模型上证实K5的抗血管新生作用；同时本项目还进一步探讨了K5抗血管新生作用的机制：发现K5通过诱导内皮细胞凋亡、抑制新生血管阻止肝癌生长；首次发现K5通过调节Bak/Bcl-xL在线粒体和胞浆中的分布，降低线粒体膜电位，促进Cyt c释放，激活线粒体途径诱导内皮细胞凋亡；率先提出K5通过与视网膜Müller 细胞膜上VDAC结合介导其抑制VEGF表达的作用；K5突变体通过上调PEDF下调VEGF抑制角膜血管新生；同时，本项目还采用聚合cRGD的纳米载体传输K5基因实现长期稳定表达，尝试克服重组蛋白的缺陷，通过cRGD和高表达αvβ3的肝癌细胞和内皮细胞结合进行靶向治疗，进一步验证K5的抗肝癌功能。为开发新的治疗肝癌候选药物提供科学依据。