核仁素调控钙通道Orai1活化促进乳腺癌细胞增殖的机制研究

Nucleolin is highly expressed on the surface of multiple types of cancer cells and as a receptor involved in the cancer cell proliferation. Calcium channel Orai1 is also activated in tumor cells and involved in tumor cell proliferation. Previous studies show that cell surface nucleolin can trigger calcium entry into cells. However, the specific mechanism is not clear. In our previous study, nucleolin can interact with Orai1 in the breast cancer cells.We hypothesized that the cell surface nucleolin may regulate the Orai1 channel directly, thereby activating the downstream signaling pathways, regulating the proliferation of tumor cells. Therefore, we focus on the function and mechanism of nucleolin-Orai1 complex in regulating the proliferation of breast cancer cells. This study includes: 1.We investigate that whether nucleolin can directly activate Orai1 channel and the interaction mechanism in vivo and in vitro assay；2. We detect the calcium signaling pathway and proliferation of breast cancer cells；3. We verify the function of nucleolin-Orai1 for tumorigenesis in vivo mice model. This study will further clarify the role of nucleolin in tumor cells proliferation, the activation mechanism of Orai1 channel, and providing a theoretical basis for more application of nucleolin and Orai1 in cancer therapy.

核仁素Nucleolin(NCL)被发现在肿瘤细胞表面高表达，并作为受体参与肿瘤细胞的增殖。钙通道Orai1同样被过度活化，参与肿瘤细胞的增殖。研究表明细胞表面NCL能够激活胞外钙内流，但具体机制不清楚。我们研究发现，在乳腺癌细胞NCL能够与Orai1相互作用。我们推测“NCL可能通过调控Orai1钙通道，从而激活下游钙信号通路，调控乳腺癌细胞的增殖”。本项目拟通过体内及体外的方法检测NCL是否能够激活Orai1，及二者的相互作用机制；其次检测NCL激活Orai1后，钙离子相关信号通路的活化及肿瘤细胞的增殖情况；最后通过动物实验验证二者在肿瘤发生中的作用。本研究能够进一步阐明NCL在肿瘤细胞增殖中的作用机制，以及Orai1新的活化机制，从而为核仁素NCL与钙通道Orai1这两个抗肿瘤靶点的应用提供更多的理论基础。

细胞内钙离子作为第二信使，参与细胞内的多种生命活动。钙库操纵的钙内流(SOCE)是非兴奋细胞中，胞外钙离子进入细胞最主要的方式。SOCE的激活需要内质网蛋白STIM1以及质膜上的钙离子释放激活的钙通道 Orai1相偶联。目前，Orai1的活化机制得到了广泛的研究。我们的研究结果进一步揭示了STIM1与Orai1新的相互作用机制。钙通道Orai1与多种疾病密切相关，如Orai1蛋白R91W突变会引起免疫缺陷综合征。在多种肿瘤细胞内Orai1被过度活化，参与肿瘤细胞的增殖，为进一步阐明其分子机制，我们利用蛋白质作用方法pulldown及质谱鉴定发现了Orai1新的相互作用蛋白核仁素Nucleolin（NCL)。NCL被发现能够在肿瘤细胞表面高表达，并作为受体参与肿瘤细胞的增殖，是抗肿瘤的重要靶点。本研究我们确认了NCL与Orai1的具体相互作用区域，并通过钙成像等方法检测了NCL激活的钙内流，利用免疫组化，我们发现NCL在乳腺癌组织高表达，且在胞质内表达增加。细胞实验表明，NCL过表达能够促进乳腺癌细胞的增殖及迁移，但钙通道Orai1的抑制剂2-APB，能够明显抑制NCL引起的细胞增殖及迁移效应。本研究阐明了核仁素Nucleolin在肿瘤细胞增殖中新的作用机制，以及Orai1钙通道新的活化机制，从而为Nucleolin与Orai1这两个抗肿瘤靶点的应用提供更多的理论基础。