Erbin在细胞极性形成及肿瘤发生中的作用

The mechanisms of cell polarity and cell-cell adhesion regulate the gate and fence function of epithelial cells. However, the alterations in the expression and subcellular localization of the polarity-related proteins will result in loss of cell polarity and cell-cell adhesion in epithelial cells, which then display the morphology of mesenchymal cells and gain the potential of motility and migration, that is epithelial-mesenchymal transition (EMT). The processes are involved in induction of receptor tyrosine kinase-mediated signal transduction pathways, changes in celll adhesion and the activation of small GTPases of the Rho family. The mechanisms underlying regulation of cell transformation by polarity-related molecules are unclear. Our previous studies suggested that Erbin, a recently identified new member of LAP protein family plays very important roles in these processes. In tumor cells, the level of Erbin is significantly decreased. Knock-down of Erbin expression greatly promotes tumor growth in nude mice and leads to severe intraperitoneal metastases, implicating that Erbin exerts critical functions in tumor development and progression. This project will explore the roles of Erbin in cell adhesion, assembly of a cell polarity complex and cell transformation, elucidate the related molecular mechanisms, reveal the significance of the interaction between polarity proteins and oncoproteins in maintaining cell polarity and investigate the possibility of Erbin as a putative tumor suppressor.

细胞极性机制及细胞粘附控制上皮细胞的"门户"功能。如果参与细胞极性形成的基因表达改变，导致其编码蛋白的表达及定位改变，可使上皮细胞失去极性及细胞间粘附，而具有间质细胞的形态、特性及获得游走、迁移的能力，即EMT。RTK介导的信号通路激活、细胞粘附改变及Rho家族小GTP酶激活均参与此过程。目前，极性相关分子调控细胞转化的机制不清。我们前期的研究提示，LAP蛋白家族的新成员Erbin可能在上述过程中发挥重要的作用；在肿瘤细胞中Erbin的水平明显降低，敲低Erbin表达可显著促进裸鼠体内移植瘤生长，并导致肿瘤严重的腹腔种植转移，提示Erbin在EMT及肿瘤发生中行使重要的功能。本研究拟在前期基础上，深入探索Erbin在细胞粘附、细胞极性复合物形成及细胞转化中的调控作用，阐释相关的分子机制，揭示极性蛋白与原癌蛋白互作在维持上皮细胞内环境稳定中的意义，鉴定Erbin作为新的抑癌基因的可能性。

细胞极性和形态的完整性对于上皮细胞行驶正常的功能至关重要，上皮细胞极性丧失及形态完整性破坏与肿瘤的恶性进展密切相关。Erbin是一个位于基底膜外侧的与膜蛋白相结合的蛋白，它在维持细胞极性以及细胞形态的完整性中发挥着重要作用。本课题研究表明Erbin的缺失能够增强宫颈癌细胞抵抗失巢凋亡的能力，并能够促进其移植瘤在裸鼠中的增殖和转移。在宫颈癌细胞中敲低Erbin后，发现Erbin的缺失能够诱导STAT3的磷酸化、入核以及转录。过表达STAT3或者通过IL-6内源性激活STAT3都能够明显抑制失巢凋亡。而且JAK2/STAT3的抑制剂WP1066能够逆转Erbin缺失诱导的抗失巢凋亡，表明宫颈癌细胞中Erbin缺失诱导的抗失巢凋亡是通过活化STAT3而实现的。同时，IL-6在诱导STAT3活化的同时，还能够上调Erbin的表达。外源转入持续激活STAT3的突变体STAT3C后，发现Erbin的表达也相应的上调了。此外，JAK2的抑制剂AG490不仅能够抑制STAT3的磷酸化，而且能够抑制IL-6诱导的Erbin表达的上调。敲低Erbin能够增强IL-6诱导的STAT3的活化以及抵抗失巢凋亡的能力。Erbin在宫颈癌组织中的表达普遍偏低，甚至出现表达丢失的现象。这些数据都表明Erbin是一个STAT3的抑制蛋白，而且在宫颈癌的增殖和转移过程中发挥着重要作用。.在Her2阳性乳腺癌中Erbin的表达水平及表达模式尚不清楚，Erbin在Her2阳性乳腺癌中的生物学功能及对其恶性演进过程的影响亦未见报道。本课题研究发现在Her2阳性乳腺癌组织中，Erbin的表达显著降低，甚至出现了表达丢失的现象。实验结果表明，在Her2阳性的乳腺癌细胞中敲低Erbin表达可明显增强细胞的迁移能力，诱导乳腺癌细胞出现侵袭表型。同时还发现，敲低Erbin表达可诱导Her2阳性的乳腺癌细胞对治疗性单抗赫赛汀产生抗性。分子机制的研究表明，敲低Erbin主要通过诱导AKT信号通路的异常活化来实现上述的生物学效应。Erbin通过调控AKT信号通路影响乳腺癌细胞的迁移能力及对赫赛汀的耐药，从而可能在Her2阳性乳腺癌的恶性演进过程中发挥着重要作用。