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肝癌(Hepatocellular Carcinoma,HCC)是我国最常见的一种恶性肿瘤,近年来发病率和死亡率仍持续上升。肝癌的临床治疗手段有肝切除、肝移植、介入疗法等,尽管这些治疗手段为肝癌患者带来了福音,但是肝癌的死亡率并没有明显下降。造成这种局面的最主要原因是肝癌术后极易复发转移,且复发转移的机制未明,亟待研究。有多篇文献报道,蛋白质酪氨酸磷酸化修饰的紊乱跟肿瘤的转移密切相关,而酪氨酸磷酸化修饰是一类非常重要的翻译后修饰,被认为是细胞信号转导的主要载体,其生理功能非常关键。由于技术的限制,无论是基于金属氧化物亲和色谱或者亲和抗体的富集策略,磷酸化蛋白质组数据中酪氨酸磷酸化肽段一般也只有数百个,规模依然较小,从而不利于解析细胞内紊乱的酪氨酸磷酸化蛋白质。中科院大连化物所的边阳阳博士等开发了基于SH2结构域突变体的可以与酪氨酸磷酸化肽段高亲和力结合的超亲体(superbinder),利用该SH2超亲体在9个细胞系中鉴定到了10030个高可信的酪氨酸磷酸化位点。本实验室使用该材料,在原有实验体系上进行了优化,建立了快速、高效和高特异性酪氨酸磷酸化肽段富集技术,并利用该技术开展了肝癌转移机制的大规模酪氨酸磷酸化蛋白质组学研究。以遗传背景相仿的高低转移潜能细胞系MHCC97L和MHCC97H细胞作为研究肝癌转移的研究对象,使用弱转移潜能的Hep3B和HepG2细胞作为阴性对照细胞,以2 mg蛋白作为起始量,通过Ti4+-IMAC一步富集,再通过SH2 superbinder材料二次富集,在四个细胞系中分别鉴定到1140-4691个不等的酪氨酸磷酸化肽段。通过分析不同转移潜能肝癌细胞系的酪氨酸磷酸化蛋白质组数据,发现酪氨酸磷酸化肽段的鉴定量有随着细胞系转移潜能增加而增加的趋势,并验证了高转移潜能细胞系整体的酪氨酸磷酸化水平更高。通过对高低转移潜能细胞系差异蛋白的生物信息学分析,我们发现高转移潜能细胞系(MHCC97L和MHCC97H)中显著上调的酪氨酸磷酸化蛋白质主要与细胞内吞、细胞迁移和侵袭等生物学过程密切相关,而这些生物学过程与肿瘤细胞的转移发生是密切相关的。进一步分析发现β-catenin Y489位点的磷酸化水平在高转移潜能肝癌细胞系中显著上调,推测β-catenin蛋白Y489位点磷酸化与肝癌细胞的转移有关。随后我们首先通过western blot实验证实高转移潜能肝癌细胞系的β-catenin Y489位点的磷酸化水平显著高于低转移潜能肝癌细胞系。随后通过位点突变实验,分别构建β-catenin Y489E和β-catenin Y489F来模拟磷酸化修饰激活和失活的状态,开展细胞划痕、transwell等生物学实验,证实β-catenin Y489位点磷酸化能够促进肝癌细胞的迁移和侵袭。