细胞外尼克酰胺磷酸核糖转移酶诱导非小细胞肺癌细胞发生上皮间质化的机制研究

Epithelial-Mesenchymal transition (EMT) is regarded as a key step in the metastasis and relapse of non-small cell lung cancer (NSCLC). Intracellular NAMPT (nicotinamide phosphoribosyltransferase, iNAMPT) works as the rate-limiting enzyme in the synthesis of NAD, an important co-enzyme, thus iNAMPT plays role in stress resistance in cells. According to the latest investigations, when NAMPT is released to extracellular environment (eNAMPT), it also involved in some pathophysiological events, via both enzymatic and nonenzymatic effects. By analyzing the results from initial experiments, the applicant believed that eNAMPT, as a soluble factor in the cancer microenvironment, induced the EMT progress of NSCLC cells via nonenzymatic mechanism. Moreover, the applicant found a structural center for the nonenzymatic activity, including K68 and K229. In this proposed project, recombinant NAMPT protein will be prepared for inducing EMT in NSCLC cells and xenograft SCID mouse, besides, the experiments of protein-engineer technique, molecular-biology, cell-biology, pharmacology and in vivo imaging will be performed 1) to observe the EMT effects of eNAMPT on NSCLC cells and 2) to analysis the involved underlying mechanism and 3) to affirm the real structure of the nonenzymatic center, then 4) to evaluate whether eNAMPT is a potential target for NSCLC treatment.

上皮间质化（EMT）是非小细胞肺癌（NSCLC）发生转移复发的重要环节。尼克酰胺磷酸核糖转移酶（NAMPT)在细胞内（iNAMPT）是重要辅酶NAD合成的限速酶，有细胞保护作用。NAMPT还可被释放到细胞外（eNAMPT），兼具酶催化作用和非酶作用。申请人发现eNAMPT可作为NSCLC肿瘤微环境中重要的可溶性因子，通过其非酶作用促使肿瘤细胞发生EMT；并首次找到一个极可能介导eNAMPT产生EMT诱导作用的非酶活性中心（包括蛋白第68、229位赖氨酸）。本课题拟在不同来源的NSCLC细胞株、SCID小鼠上，利用蛋白质工程技术、分子生物学、细胞生物学、药理学、影像学等手段，观察eNAMPT诱导NSCLC细胞发生EMT的作用并分析其分子机制，确认eNAMPT蛋白结构中诱导NSCLC发生EMT的非酶活性中心，并评价eNAMPT作为NSCLC治疗靶点的价值。

本项目基本完成预定计划，项目组积极探索了尼克酰胺磷酸核糖转移酶（NAMPT)参与诱导非小细胞肺癌（NSCLC）细胞发生上皮间质转化（EMT），并进一步深入研究了其发生机制，项目主要取得如下结果及成果：（1）发现细胞外NAMPT 水平升高，可促使A549细胞发生EMT，且NAMPT的这一作用是非酶依赖的；（2）发现细胞内NAMPT活性受抑制并不能抑制TGF-β1诱导的A549细胞发生EMT，且NAMPT酶活性抑制剂在较低浓度可诱导A549细胞发生EMT；（3）细胞内、外NAMPT参与调控A549细胞发生EMT，其机制涉及ERK的激活及其下游EMT相关转录因子的诱导表达；（4）在整体及细胞水平还证实NAMPT参与了其他如脑胶质瘤、脑缺血等脑损伤性疾病，抑制细胞内NAMPT促进胶质瘤细胞发生自噬、可通过抗炎作用而显示脑冷冻伤保护作用，细胞外NAMPT水平增高可加重脑缺血。本项目共有7个标注的发表物，其中SCI收录论文5篇，项目为深入认识NAMPT在疾病中的作用提供了新证据，尤其深入阐明了NAMPT在NSCLC发生复发转移中的病理学及药理学意义。