糖尿病AGE/AGER信号通路调控YAP活性与肝癌发生的机制及流行病学研究

Higher risk of liver cancer occurrence was reported in patients with diabetes than in non-diabetes control group. However, the mechanism involved remains unknown. Advanced glycation endproducts (AGEs) and their specific receptor (AGER) play important roles in diabetes complication progress. In our early study we found that: AGE/AGER signaling is highly activated in liver cancer patients with diabetes. Also, in vitro data indicates that AGE/AGER promotes cell proliferation, whereas inhibits apoptosis. Hippo-YAP is a newly discovered signaling pathway, whose terminal effector, YAP is regarded as an oncoprotein. On the basis of the fact that YAP activity is greatly enhanced by AGE/AGER, we postulate that high level of AGE results from chronic hyperglycemia promotes malignant transformation of liver cell via enhanced YAP activity, leads to higher opportunity of liver cancer occurrence in diabetes patients. We plan to elucidate the molecular mechanism of how YAP is regulated by AGE/AGER, and delicate the relationship between liver cancer epidemiology and AGE/AGER expression as well as phosphorylation status of YAP in diabetes patients.

研究发现糖尿病患者罹患肝癌的风险增加，其分子机制尚不清楚。晚期糖基化终末产物（AGE）及其特异性受体（AGER）在糖尿病慢性并发症发展中扮演重要角色。前期研究还发现：AGE /AGER信号途径在具有糖尿病史肝癌患者癌组织中异常活化，体外细胞实验发现AGE /AGER具有促进肝癌细胞增殖，减少细胞凋亡作用。Hippo-YAP途径是近年来最新发现的信号通路，其主要效应分子YAP认为是癌基因，我们前期研究发现AGE /AGER可增强YAP活性，据此我们提出假设：慢性高血糖，产生大量AGE，通过与肝细胞表面AGER受体结合，增强YAP活性，促进肝细胞增殖或恶性转化，从而使糖尿病患者罹患肝癌的可能性增加。本研究拟通过分子生物学阐明AGE/AGER信号通路对YAP调控机制。明确糖尿病患者AGE/AGER表达、YAP磷酸化水平与肝癌流行病学的关系，为糖尿病患者肝癌防治提供理论依据。

流行病学研究提示糖尿病为促肝癌危险因子之一，但分子机制尚不清楚。本课题主要目的为探究糖尿病促肝癌分子机制，并已顺利完成。我们发现高葡萄糖水平有促进肝癌细胞恶性表型的作用，并且是通过细胞膜表面蛋白AGER实现的。AGER可将胞外高糖刺激信号传递至胞内并促进细胞O-β-N-乙酰葡萄糖胺基化水平增高。体外细胞以及体内小鼠糖尿病模型实验均证实多种原癌蛋白（至少包括c-Jun、YAP、TRIB2）可被O-β-N-乙酰葡萄糖胺基化，该种翻译后修饰可提高蛋白稳定性和相应功能活性，最终可致肝癌细胞增殖、克隆形成以及体内成瘤能力增强，而凋亡受抑。我们又发现又化学药物AG490可抑制AGER以及O-β-N-乙酰葡萄糖胺基化，提示未来可作为治疗药物。因而本研究得到糖尿病促肝癌可能是通过增加胞内靶蛋白O-β-N-乙酰葡萄糖胺基化水平实现的。我们还就c-Jun、YAP、TRIB2等O-β-N-乙酰葡萄糖胺基化相关蛋白的信号传导网络进行了探索，发现MCAM、CD166、Sirt1、MKK3/6、MTIDP、Runx2均可能参与糖尿病促肝癌过程，并说明糖尿病作为危险因素促进肝癌是通过复杂网络实现的。另外，我们筛选发现YAP 相关细胞膜表面蛋白MCAM、CD166可在肝癌病人血清样本中检测到，并且明显高于正常受试者以及其他肝脏疾病和他种肿瘤病人，两者血清水平在术后明显降低，其灵敏度和特异性均稍高于经典肝癌血清标志物甲胎蛋白，提示可作为未来诊断筛选肝癌的新型潜在肿瘤标志物。有趣的是MCAM与CD166间也存在调节作用，更加说明两者联合应用可明显提高诊断肝癌的效能。本课题以糖尿病重要特征高血糖作为突破口较为系统地阐明了糖尿病可通过刺激细胞内O-β-N-乙酰葡萄糖胺基化靶蛋白水平参与肝癌的发生和发展，发展针对O-β-N-乙酰葡萄糖胺基化的抑制剂将有助于肝癌的治疗。