酪氨酸激酶FER促进卵巢癌扩散转移的功能及机制研究

Ovarian cancer is the leading cause of death from gynecological malignancies. Due to limited therapeutic options, the overall survival from ovarian cancer has not improved significantly. Therefore, there is an urgent need and enormous marketing potential to develop and improve next-generation molecular targeted therapy in treating this deadly disease. Our previous study has demonstrated the indispensible role of tyrosine kinase FER in ovarian cancer metastasis and drug resistance, both of which attribute to high mortality rate of the disease. Loss of FER not only impaired the migration and invasion capability of ovarian cancer cell in vivo, but also enhanced the sensitivity of cancer cells to drug response. To further investigate the functional role of FER in ovarian tumorigenesis, in this current proposal, we plan to engineer FER protein by mutating its ATP-binding pocket, and screen 1) the mutant that can only use exogenous ATP analog to execute its kinase function; and 2) the small molecule inhibitor that can specifically antagonize the function of the mutant kinase. We will apply gene editing technology CRISPR-Cas9 to replace wild type FER kinase with this newly engineered mutant kinase on both ovarian cancer cell and animal levels. With these genetically engineered cell and animal models, along with currently available ovarian cancer mouse model, we could assess the important role of FER kinase in ovarian cancer oncogenesis, adverse progression and therapeutic resistance in an accurate and timely manner.

卵巢癌是最令人绝望的妇科疾病，目前治疗手段非常有限，五年生存率极低。因此，确立分子靶标，研发新一代分子靶向药物，建立并完善卵巢癌的分子靶向治疗方案的需求非常迫切，并且具有不可估量的市场价值。申请人前期发表的工作证明酪氨酸激酶FER在调控卵巢癌细胞体内转移和药物耐受等方面均起着重要作用；当用RNAi技术敲减该基因以后，卵巢癌细胞在迁徙侵袭、扩散转移和抗药性等方面的能力都显著下降。在此基础上，申请者拟利用基因编辑（CRISPR-Cas9）技术，在细胞和动物层面上实现对FER基因的改造，使得改造过后的突变体只能使用特定的外源ATP类似物执行激酶功能，同时也只能被特定的小分子抑制剂灭活，从而实现对该激酶的体内精准实时调控。这套系统将进一步和卵巢癌遗传工程小鼠模型相结合，从而准确地评估酪氨酸激酶FER在卵巢癌发生、恶性发展以及药物拮抗中的作用，为验证其作为治疗卵巢癌的新靶点提供关键性的理论支持。

尽管最近癌症治疗取得了进展，但卵巢癌仍然是最具破坏性的妇科恶性肿瘤，发病率和死亡率很高。迄今为止，卵巢肿瘤侵袭性进展的分子机制还没有得到很深入的理解。因此，揭示卵巢癌发生、发展和转移的调控机制具有迫切的需求和巨大的转化潜力。.然而，由于卵巢癌中FER已知底物的数量有限，其促增殖活性的分子基础仍然是未知的。在这里，我们使用质谱和生化方法鉴定胰岛素受体底物4 (IRS4)作为FER的新型底物。FER利用其激酶结构域与IRS4的PH和PTB结构域结合。在卵巢癌OVCAR-5细胞中使用邻近标记系统，我们确定FER介导的Tyr779磷酸化促进IRS4招募PI3K的调节亚基PIK3R2/p85β，并激活PI3K- AKT通路。用磷酸化缺陷突变体补回IRS4缺失的卵巢肿瘤细胞在体外和体内都延缓了卵巢肿瘤细胞的增殖。总之，我们揭示了FER和IRS4之间的激酶-底物模式，对FER激酶的药理学抑制可能对PI3K-AKT过度激活的卵巢癌患者有益。.蛋白水解靶向嵌合体(PROTACs)技术通过同时靶向蛋白的酶和支架功能，提供了比传统活性抑制剂更优越的功效。因此在本研究中，我们报道了两种PROTAC化合物的开发，它们以泛素-蛋白酶体途径依赖的方式促进FER的稳定降解。两种PROTAC降解剂在抑制卵巢癌细胞运动方面优于FDA批准的药物Brigatinib。重要的是，这些PROTAC化合物还可降解人类肿瘤样本中鉴定的多种致癌FER融合蛋白。这些结果为应用PROTAC策略对抗卵巢癌和其他类型的FER激酶异常表达的癌症转移奠定了实验基础，并强调PROTACs是一种靶向具有多种肿瘤促进功能的蛋白的优越策略。