摘要肝细胞癌(HCC)是全球第六大常见癌症,尤其高发于包括中国在内的东亚及东南亚地区,造成全球每年约83万人死亡。由于早期诊断标志物的缺乏及治疗方法有限,HCC的临床治疗效果不尽如人意,存在高复发率及高转移率等问题。HCC的发生发展涉及复杂的信号转导通路调控,癌细胞易受到胞内或胞外刺激并诱发内质网应激(ERStress)与未折叠蛋白反应(UPR),转录因子ATF6作为内质网应激感受器之一,在高尔基体中被切割活化后转移至细胞核内,介导一系列UPR相关基因的转录及表达。本课题组前期研究发现ATF6基因多态性与肝癌遗传易感性相关联,过表达ATF6促进HepG2细胞的增殖、迁移与侵袭。蛋白磷酸酶PPM1H调控癌症相关BMP/SMAD等通路,并与肿瘤抑制因子p27介导的抗癌药物敏感性有关,在结直肠癌、乳腺癌、胰腺癌等多种癌症中发挥调控作用。<br> 为探究ATF6与下游基因PPM1H调控HCC进展的分子机制,给HCC靶向治疗策略提供新的理论依据,首先通过透射电镜检测ATF6过表达对细胞内质网形态的影响,发现ATF6过表达的HepG2细胞内质网膨胀。通过转录物组测序分析及qRT-PCR实验筛选出被ATF6下调的基因PPM1H,并通过qRT-PCR及WesternBlot鉴定Atf6敲除鼠肝组织中PPM1H的mRNA及蛋白表达水平上调。通过双荧光素酶报告基因、mRNA降解率实验发现ATF6对PPM1H启动子及mRNA降解率没有显著影响。为验证PPM1H在HCC进展中的作用,首先通过MTT实验、克隆形成、Transwell迁移和侵袭及WesternBlot检测上皮间质转化标志物的方法发现PPM1H抑制HCC细胞的增殖、迁移、侵袭及上皮间质转化;通过裸鼠成瘤及小鼠诱导肝癌模型,发现PPM1H在动物水平抑制小鼠异种移植瘤及诱导肝癌的发生发展。接下来通过Co-IP、WesternBlot及体外去磷酸化实验验证PPM1H对RPS6KB1磷酸化的影响,确定PPM1H与RPS6KB1之间存在直接相互作用并下调RPS6KB1的磷酸化水平;对细胞给予RPS6KB1抑制剂PF-4708671处理并进行Transwell实验,发现PF-4708671阻断PPM1H对HCC细胞迁移及侵袭的抑制作用。通过免疫组化检测PPM1H在HCC患者癌组织中的表达,发现HCC癌组织中PPM1H表达水平低于癌旁组织,将PPM1H表达水平与患者临床特征进行交叉分析,发现PPM1H低表达与HCC患者预后不良有关。<br> HCC患者中,约50%的病例由乙型肝炎病毒(HBV)感染发展而来,HBV普遍流行于全球地区,诱导急性或慢性乙型肝炎(CHB)的发生。尽管乙肝疫苗的普及接种大大降低了HBV感染及发展为CHB的概率,全球仍有约2.96亿人患有CHB。目前治疗CHB的一线药物包括干扰素(IFN)及HBV逆转录酶抑制剂,但HBV基因组DNA及cccDNA整合到宿主基因组中导致HBV难以被彻底清除,大多数患者需长期服药控制,容易产生副作用或耐药性问题,迫切需要发展完善新型抗病毒治疗方案。ADAR1可由IFNα诱导表达并具有促进HBV感染的作用。前期基于HBV复制模型发现ADAR1通过RNA编辑功能下调MAVS及TTPA的表达。线粒体抗病毒信号蛋白MAVS已被证实通过介导先天免疫应答,激活IRF3、IRF7等干扰素调节因子发挥抗HBV作用,TTPA通过激活mTORC1通路发挥抗病毒作用。<br> 为验证被ADAR1下调的TTPA与MAVS具有抗HBV感染的作用,并探讨以TTPA为抗HBV药物的可行性及效果,为HBV感染提供潜在的治疗新策略,首先在HepG2.2.15细胞培养基中加入ADAR1抑制剂8-azaadenosine(8-aza),通过ELISA及qRT-PCR检测发现HBV标志物水平下降,而WesternBlot实验发现TTPA蛋白表达水平上调。纯化TTPA蛋白并将其加入细胞培养基中,WesternBlot实验鉴定TTPA纯化蛋白能够进入细胞质。TTPA蛋白处理HBV感染的NTCP-HepG2细胞,并通过ELISA及qRT-PCR检测,确定TTPA处理后HBV标志物水平下降。将TTPA蛋白静脉注射到HBV转基因小鼠体内并监测其对血清及肝组织HBV标志物水平的影响,发现TTPA处理的HBV转基因小鼠体内HBV标志物的增长减缓。通过WesternBlot发现IFNα处理及ADAR1过表达在多种肝癌细胞及小鼠原代肝细胞中抑制MAVS的表达,而MAVS过表达提高了IRF3及IRF7的磷酸化水平。<br> 综上所述,本研究发现ATF6抑制下游基因PPM1H的mRNA及蛋白表达,并首次鉴定RPS6KB1是PPM1H的直接去磷酸化底物,PPM1H通过去磷酸化RPS6KB1调控HCC的进展,PPM1H的表达水平可能是判断HCC患者预后的潜在分子标志物。在HepG2.2.15细胞中ADAR1发挥促进HBV复制的作用,可下调具有抗病毒活性的TTPA与MAVS的蛋白表达水平,TTPA纯化蛋白在体内及体外均表现出抗HBV作用,补充体内TTPA可能是乙型肝炎抗病毒治疗的有效策略。
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