PTP4A3(PRL3)增强胶质瘤细胞侵袭迁移能力的分子机制

摘要

侵袭性的胶质瘤是目前发病率最高的成人脑肿瘤，通常具有侵袭性强、预后差的特点，WHO根据组织病理学特征对侵袭性胶质瘤进行分类并且根据侵袭性不同而进行分级。分为少突胶质细胞瘤、少突-星形胶质细胞瘤、星形胶质细胞瘤和神经胶质母细胞瘤，恶性程度从二级到四级。这种分类和分级能够很好的描述胶质瘤的发生和发展，并且沿用数年。但由于对胶质瘤的发病机制认识不足，目前胶质瘤病人的中位生存期依然很低，胶质瘤的常规治疗手段包括外科切除、放疗和化疗，但由于抗药性和强侵袭性，使外科手术难以根治，化疗药物无法起效，对于侵袭性胶质瘤的分子机制的研究将有助于未来对这类恶性肿瘤的治疗。
　　胶质瘤往往与正常脑组织之间没有明显界限，在高侵袭性胶质瘤中，PRL3往往呈现高表达的状态，并被认为与胶质瘤的侵袭和迁移能力有关，在胶质瘤细胞中沉默PRL3蛋白的表达，会使胶质瘤细胞的增殖、迁移和侵袭能力受到抑制。PRL3能够影响AKT/mTOR信号通路，使AKT和mTOR磷酸化水平升高，而PRL3的下游分子仍然不明，PRL3所介导的细胞信号通路及其在胶质瘤发生发展中的作用尚不清楚。
　　目的：
　　原核表达出PRL3重组蛋白，利用蛋白质互作的方法，捕获与PRL3重组蛋白存在相互作用的蛋白分子，通过质谱鉴定出与PRL3存在物理作用的蛋白分子，明确相互作用的机制，以及它们间的相互作用与胶质瘤发生发展间的关系，并且加以验证。
　　结果：
　　通过Pull-Down实验验证PRL3与β3-Tubulin之间存在相互作用，并通过免疫沉淀的方法在U251MG细胞中验证PRL3与β3-Tubulin之间的互作，而在获得了PRL3过表达和沉默的293T细胞中，过表达的PRL3引起β3-Tubulin第172位丝氨酸的磷酸化水平大幅度下降，而PRL3的沉默则引起了β3-Tubulin第172位丝氨酸磷酸化水平大幅升高。磷酸化的β3-Tubulin无法与α-Tubulin形成异源二聚体，形成细胞微管。而通过细胞微管结构染料和mCherry-β3-Tubulin重组蛋白以及组成型去磷酸化S172A和组成型磷酸化S172D/E的共定位表明，β3-Tubulin在第172位丝氨酸位点上的磷酸化能够影响β3-Tubulin聚合成微管， PRL3的表达水平可能通过影响活细胞微管形成，进而影响细胞的迁移和侵袭能力。而通过包装PRL3过表达和沉默慢病毒，进而感染胶质瘤细胞系U87MG，证实PRL3的表达与胶质瘤细胞的侵袭和迁移能力存在正相关。
　　结论：
　　1.PRL3与β3-Tubulin存在物理上的相互作用;
　　2.PRL3可能影响β3-Tubulin第172位丝氨酸磷酸化;
　　3.β3-Tubulin在第172位丝氨酸上的磷酸化修饰可能使β3-Tubulin不能聚合成微管;
　　4.PRL3能够增强胶质瘤细胞的迁移和侵袭能力。

目录

英文缩略词表

前言

材料与方法

1.1主要材料试剂

1.2试剂配制

2.1 细胞培养实验

2.2 细胞中总RNA的提取及定量

2.3 反转录PCR合成cDNA第一链

2.3 感受态细胞的制备

2.4 构建PRL3真核过表达质粒和shRNA干扰质粒

2.5 重组蛋白GST-PRL3的原核表达与纯化

2.6 GST-PRL3 pull-down实验验证PRL3与β-Tubulin相互作用

2.7 免疫沉淀证明PRL3与β-Tubulin的相互作用

2.8 PRL3瞬时沉默和过表达细胞系构建

2.9 PRL3过表达和沉默慢病毒包装和感染胶质瘤细胞

2.10 mCherry-β3-Tubulin重组质粒构建和β3-Tubulin磷酸化突变体S172A、S172D和S172E的构建

2.11 β3-Tubulin的突变体与细胞微管的共定位分析

2.12 PRL3过表达和沉默对胶质瘤细胞侵袭和迁移能力的影响

实验结果

3.1 PRL3原核过表达与纯化和互作蛋白验证

3.2 PRL3真核过表达质粒pIRES2-EGFP-PRL3和PRL3 shRNA干扰质粒的克隆与构建

3.3 pIRES2-EGFP-PRL3和pGenesil-siPRL3干扰质粒的瞬时转染

3.4 慢病毒感染实验结果

3.5 Transwell实验和划痕愈合实验

3.6 β3-Tubulin基因克隆和磷酸化突变体的构建

3.7 mCherry-β3-Tubulin和mCherry-PRL3融合蛋白真核表达质粒构建

3.8 微管结构染色与共定位实验

3.9 统计与分析

结论

讨论

致谢

攻读硕士期间发表的论文

参考文献

综述:PRL3与肿瘤侵袭与转移