TSC1-TSC2失活上調(diào)LDHB與下調(diào)CRABP1的機(jī)制與功能.pdf

1、膜受體酪氨酸激酶（RTKs）-PI3K/PTEN-AKT-TSC1/2-mTOR信號(hào)通路在控制細(xì)胞的生長、增殖、分化和存活等過程中起著重要作用。由于該通路包含有很多原癌基因如RTKs、PI3K、AKT和mTOR，和抑癌基因如PTEN、TSCI和TSC2，它們的異常激活或失活都將導(dǎo)致mTOR信號(hào)通路的過度活化而致瘤，因此這條信號(hào)傳導(dǎo)通路的異常在腫瘤細(xì)胞中十分常見，但mTOR異?；罨瘜?dǎo)致腫瘤發(fā)生的具體機(jī)制至今仍不甚清楚。
　　 在腫

2、瘤細(xì)胞中，葡萄糖更傾向于通過有氧糖酵解被轉(zhuǎn)化為乳酸，這種現(xiàn)象被稱之為“Warburgeffect”。乳酸脫氫酶(LDH)是催化丙酮酸生成乳酸的關(guān)鍵酶，它的活性在多種腫瘤中明顯升高。LDH是由兩個(gè)亞基（LDHA和LDHB）組成的四聚體酶。許多研究表明，LDHA在腫瘤中顯著上調(diào)，升高的LDHA在腫瘤的發(fā)生發(fā)展、維持與惡化中起重要作用，而LDHB在腫瘤中的作用鮮有研究。調(diào)控LDHB表達(dá)的上游信號(hào)也不甚清楚。近年來，有研究發(fā)現(xiàn)LDHB在肺癌和睪

3、丸生殖細(xì)胞腫瘤中顯著上調(diào)，提示LDHB很可能參與了這些腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程。
　　 維生素A及其衍生物維甲酸(retinoicacid，RA)，在脊椎動(dòng)物發(fā)育、細(xì)胞分化和維持體內(nèi)平衡中發(fā)揮廣泛的效應(yīng)。維生素A通過一系列的反應(yīng)催化生成RA，RA進(jìn)入核內(nèi)與維甲酸受體(RAreceptors，RARs)及維甲類X受體(RetinoidXreceptors，RXRs)結(jié)合，形成異源二聚體，再進(jìn)一步結(jié)合到靶基因上的維甲酸反應(yīng)元件(RA-re

4、sponseelement，RARE)上，從而促進(jìn)相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄，產(chǎn)生一系列的生物學(xué)效應(yīng)。鑒于RA在誘導(dǎo)細(xì)胞分化、抑制細(xì)胞增殖及誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡等方面的功能，臨床上，RA已經(jīng)用于一些腫瘤如白血病，黑色素瘤和皮膚鱗狀細(xì)胞癌的治療。細(xì)胞內(nèi)維甲酸結(jié)合蛋白1(cellularretinoicacidbindingprotein，Crabp1)在各種組織細(xì)胞中廣泛表達(dá)，它在胞漿中結(jié)合RA，限制它進(jìn)入細(xì)胞核，在調(diào)節(jié)RA的功能方面起重要的作用。Crabp

5、1在多種腫瘤中發(fā)生改變，但其具體的機(jī)制仍不清楚，它在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用也尚未完全明確。
　　 TSC1/TSC2蛋白復(fù)合物是mTOR上游的主要的負(fù)調(diào)控因子，并且TSC1或TSC2突變失活導(dǎo)致的mTOR過度活化是引起結(jié)節(jié)硬化病多發(fā)性良性腫瘤的主要原因。TSC1和TSC2缺失的小鼠胚胎成纖維細(xì)胞(MEFs)已經(jīng)廣泛作為研究mTOR信號(hào)通路異常及其相關(guān)疾病的細(xì)胞模型?；诨虮磉_(dá)譜分析，我們發(fā)現(xiàn)TSC2缺失的MEFs中，LDHB的表

6、達(dá)顯著升高，Crabp1的表達(dá)明顯降低。在本研究中，我們對(duì)TSC1/TSC2缺失導(dǎo)致的LDHB上調(diào)及Crabp1的下調(diào)的機(jī)制進(jìn)行了深入地探討，并對(duì)它們的生物學(xué)功能做了初步的研究。
　　 在論文的第一部分：我們發(fā)現(xiàn)LDHB在TSCl/TSC2功能缺失的細(xì)胞中高表達(dá)，并且升高的LDHB在TSC1/2-mTOR通路活化導(dǎo)致的腫瘤發(fā)生中起重要的作用。我們發(fā)現(xiàn)，mTORCI活化通過激活STAT3來上調(diào)LDHB的表達(dá)；活化的STAT3結(jié)合在

7、LDHB的intron1上的特異性STAT3的結(jié)合位點(diǎn)上促進(jìn)LDHB的轉(zhuǎn)錄。我們的發(fā)現(xiàn)為TSC的診斷提供了新的標(biāo)記物并為治療TSC和其它由mTOR活化引起的腫瘤提供了新的靶點(diǎn)。
　　 在論文的第二部分：我們發(fā)現(xiàn)TSC1/TSC2的缺失能顯著下調(diào)Crabp1的表達(dá)；TSC1/TSC2的缺失通過上調(diào)DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶1(DNMT1)，使Crabp1的啟動(dòng)子甲基化從而沉默其mRNA的表達(dá)。我們還通過體內(nèi)體外實(shí)驗(yàn)證明，Crabp1的低表