Aurora-A激酶通过Akt下调IkappaBα促进肿瘤细胞生存的信号传导通路研究

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Aurora激酶是近年来研究较热的一个有丝分裂蛋白激酶,它为进化上保守的丝/苏氨酸激酶,参与了中心体的成熟、分离;纺锤体的组装、稳定;染色体的浓集、中板聚合和稳定等多种事件。人类细胞中有3种高度相关的Aurora激酶(A、B和C),其中Aurora A(Aur-A)激酶异常表达往往导致细胞转化,与恶性肿瘤的发生、发展密切相关。目前已发现Aur-A在多种实体肿瘤和血液肿瘤中高表达,但其在舌癌中的表达未有报道。Aurora激酶的小分子抑制剂VX-680以其选择性强、毒力低的优势已试用丁非小细胞肺癌、大肠癌的临床治疗,显示出此新靶点的优越疗效。并且,VX-680对Aur-A具有更特异的阻断性(Ki=0.6,Aur-B为18,Aur-C为4.6nM)。VX-680能够通过阻止肿瘤细胞正常分裂并诱导肿瘤细胞凋亡从而对肿瘤细胞产生长效抗癌作用。但足Aur-A促进肿瘤细胞生存、抑制细胞凋亡的信号传导通路目前仍不清楚。为此,本研究做了如下探讨:   1.Aur-A激酶在TSCC中的表达   收集了初治的55例舌鳞癌根治术的手术标本及30例阴性切缘组织作为对照。用免疫组织化学染色的方法检测了Aur-A蛋白的表达情况,并统计分析了Aur-A蛋白表达与TSCC临床参数如分期、性别、分化程度等。   本实验旨在通过观察Aur-A激酶蛋白在TSCC中的表达情况,分析舌癌患者临床各指标间的关系,为其作为TSCC治疗的新靶点提供理论依据。   2.VX-680抑制TSCC细胞生长并诱导其凋亡的研究   将Aur-A小分子抑制剂VX-680作用于TSCC细胞株,首先利用免疫细胞荧光染色的方法观察VX-680对纺锤体形成及Histone H3(Serl0)的表达水平的影响,以明确VX-680对Aur-A激酶活性的抑制作用。以此为基础,利用MTT法观察VX-680对TSCC细胞的生长抑制作用;利用Annexin V/PI免疫荧光染色及Westemblot检测凋亡情况。   本实验尝试将Aur-A激酶小分子抑制剂VX-680作用于TSCC细胞,观察其对细胞增殖及诱导凋亡的影响,以明确该小分子抑制剂靶向治疗TSCC的作用。   3.Aurora-A激酶与P13K/A kt通路交联调节VX-680诱导Tca8113细胞凋亡的研究   将VX-680与P13K的激活剂IGF-1或其抑制剂wortmannin单独、两两或三者联合用药处理细胞,利用流式细胞术及Western blot检测磷酸化Akt及其下游靶点磷酸化GSK3(Ser21/9)和IKBa蛋白表达、凋亡标志蛋白如Caspase-3及PARP断裂带以探讨Aur-A激酶与PI3 K/Akt通路的交联关系。   本实验旨在探讨Aur-A与P13K之间的交汇关系对TSCC细胞凋亡的影响及其机制,为同时靶向Aur-A和PI3K的联合用药提供实验依据。   4.Au rora-A激酶与P13K/A kt通路交联调节舌癌细胞迁移的研究   将VX-680与PI3K的激活剂IGF-1或其抑制剂wortmannin单独、两两或三者联合用药处理细胞,利用Transwell侵袭实验检测对TSCC细胞侵袭的影响。   本实验旨在探讨Aur-A与P13K之间的交汇关系对TSCC细胞迁移的影响,为同时靶向Aur-A和P13K的联合用药提供进一步依据。   5.Akt在VX-680诱导TSCC细胞凋亡中的作用研究   建立稳定转染Myr-A kt1和空质粒pUSE的细胞株,首先用Western blot确认了转染效率。用VX-680处理转染Myr-Aktl和pUSE的细胞,利用MTT检测转染Myr-Aktl细胞对VX-680诱导凋亡的影响。   本实验旨在探讨Akt在VX-680诱导TSCC细胞凋亡中所起的作用,探索Akt在Aur-A促进肿瘤细胞生存的信号传导通路中的上下游关系。   6.Aur-A激酶调控Akt及其下游促进肿瘤细胞生存的信号传导通路   瞬时转染Aur-A,干扰Aur-A或VX-680处理细胞,利用Westem blot检测磷酸化Akt及其下游IKBa蛋白表达,同时检测NF-KB的靶基因Bcl-xL蛋白表达;利用免疫细胞荧光染色的方法检测NF-KB亚基P65在胞核和胞浆的表达情况。更为重要的足,用wortmannin阻断PI3K,或者用API-2或干扰阻断Akt后,利用Western blot检测Aur-A对检测磷酸化Akt及其下游分子表达的调控。   本实验旨在探讨Aur-A调控肿瘤细胞生存的信号传达通路。   本研究研究的结果及意义总结如下:   1.首次明确了Aur-A激酶蛋白在初治的接受舌鳞癌根治术的患者中的表达,不仅揭示了Aur-A激酶作为一种新的舌癌标志物可能与舌癌的发生及预后密切相关,也为其作为分子靶向治疗的新靶点提供了理论依据。   2.明确了Aur-A激酶小分子抑制剂VX-680能够剂量及时间依赖性的抑制TSCC细胞生长和迁移并诱导细胞凋亡,显示出了其对TSCC细胞产生的强大的细胞毒作用;更为重要的是,VX-680与PI3K的小分子抑制剂wortmannin联合诱导TSCC细胞凋亡具有协同效应。因此,VX-680作为新的分子靶向药物以其特异性高,效果显著,毒性低显示出其在治疗舌癌中的光明前景。   3.阐明了VX-680诱导TSCC细胞凋亡的分子机制,包括:纺锤体单极化、HistoneH3(Ser10)的活性下降、Akt及其下游分子活性下降、PARP剪切、Caspase通路的激活以及下调抗凋亡蛋白Bcl-2的表达,从而介导线粒体途径的凋亡等多种机制。   4.阐释了Aur-A激酶促肿瘤细胞生存、抗肿瘤细胞凋亡的细胞信号传导通路:Akt作为Aur-A激酶的潜在下游靶点,能够逆转VX-680诱导的细胞凋亡;Aur-A激活Akt,从而磷酸化IKBa使之降解,释放出NF-KB,p65活性亚基入核调节靶基因Bcl-xL的表达,从而促进肿瘤细胞生存。
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