CDK1/PRPS1/pS103 PRPS1轴异常激活对结直肠癌生物学特性影响及调控机制的研究

Tumor cells acquire the advantages of proliferation, invasion, metastasis and dormant/proliferative transformation by their unique cell cycle regulation. Tumor metabolism has gradually become an important direction of oncology research. In the previous work, the phosphorylation modification (pPRPS1-S103) of serine S103 locus of PRPS1 by combining Phosphoproteomics and non-targeted metabonomics is necessary to promote tumor cells to enter S phase. Further, the applicant intends to investigate the status of PRPS1-S103 phosphorylation modification and its correlation with clinical characteristics and prognosis of patients with colorectal cancer through clinical tissue sample size, and to investigate the effect of modification on the formation and development of colorectal cancer with molecular, cellular and animal models, so as to provide a potential program for clinical intervention of colorectal cancer. Currently, drugs targeting cell cycle progression often have serious clinical side effects due to their broad-spectrum effects on cyclin-dependent protein kinases (Cdks). The pPRPS1-S103 excavated in this project can be used not only as a diagnostic marker for the progress of colorectal cancer, but also as a reliable target for the development of new drugs.

肿瘤细胞以其独特的细胞周期调控方式来获取增殖、侵袭、转移和休眠/增殖状态转化的优势。肿瘤代谢逐渐成为肿瘤学研究的重要方向。在前期工作中，申请者通过联合运用磷酸化蛋白质组学和非靶向代谢组学锁定PRPS1的丝氨酸S103位点的磷酸化修饰(pPRPS1-S103)是推动肿瘤细胞进入S期所必需的。进一步地，申请者拟通过临床组织样本量考察PRPS1-S103磷酸化修饰状态及其与结直肠癌患者临床特征和预后相关性，结合分子、细胞和动物模型考察相关修饰对结直肠癌形成与发展的影响，从而为结直肠癌的临床干预提供潜在方案。目前靶向细胞周期进展的药物，由于其广谱性地作用于周期蛋白依赖性蛋白激酶(cyclin-dependent protein kinases, Cdks)，在临床上往往带来严重的副作用。本项目发掘的pPRPS1-S103既可作为结直肠癌进展的诊断标志物，又为新药研发提供了较为可靠的靶点。

我们在前期研究工作的基础上，按照统一规划和部署，逐步完成的工作内容包括：购买试验材料等实验准备工作，构建工具质粒和细胞系，收集结直肠癌的临床样本，包括癌旁组织、原发灶和转移灶。随后，建立直观方便的细胞周期检测系统，测定不同细胞周期中PRPS1的酶活，以及鉴定在不同细胞周期中PRPS1的翻译后修饰，重点是磷酸化修饰，并开展针对磷酸化修饰的功能研究，同期制备针对该磷酸化位点的多克隆抗体。使用多级质谱法鉴定磷酸化蛋白，确定PRPS1磷酸化的具体位点; 制备针对上述磷酸化位点的单抗，采用染质免疫共沉淀测序(CHIP-seq)技术分别检测下游基因，尤其是与结直肠癌细胞周期进展、增殖、转移、细胞凋亡相关的基因并进行相关功能研究和差异分析。继而鉴定多克隆抗体的效价和特异性，同期收集结直肠癌和癌旁的临床样本，利用该磷酸化位点的多克隆抗体找出该翻译后修饰在结直肠癌和癌旁组织的临床样本中强度和分布的特异性。最后，我们在完成上述工作内容后，进一步整理数据结果，总结工作模型，撰写论文，并结合临床，考察针对该磷酸化修饰位点的多克隆抗体是否可升级为单克隆抗体，以备临床使用。