癌基因AURKA在肿瘤发生发展中作用机制的研究

摘要

AURKA基因编码一个进化上保守的丝氨酸/苏氨酸激酶,是Aurora激酶家族成员之一。在有丝分裂中,AURKA通过参与中心体的分离和成熟以及纺锤体两极的建立,确保有丝分裂中染色体的正确分离和胞质分裂的顺利完成,在细胞周期中起着重要作用。AURKA的异常扩增和/或高表达常见于多种人类肿瘤。近年来的研究表明,AuRKA可参与多条重要的细胞信号通路,作为激酶直接或间接地激活多种致癌蛋白、或使多种抑癌蛋白失活,从而推动肿瘤的发生发展。
　　 为了进一步探讨AURKA在肿瘤发生发展中的作用机制,我们对AURKA过表达后在基因表达调控中处核心位置的细胞内转录因子进行了研究。我们利用一种转录因子活性芯片,在AURKA可诱导表达体系里,发现转录因子E2Fl的转录活性在AURKA诱导表达后升高。对AURKA与E2F1之间的调控研究发现在肿瘤组织里AURKA与E2F1表达具有相关性,AURKA过表达和敲降可引起E2F1蛋白水平相应变化。降解实验表明AURKA过表达可以延缓E2F1依赖于蛋白酶体的泛素化降解,促进E2目的累积。随后,我们还发现AURKA的过表达可以诱导microRNA-17-92的表达上调,而这种作用至少部分依赖于E2F1。
　　 为了研究AURKA导致的耐药性问题,我们建立了AURKA稳转食管癌细胞系,发现AURKA高表达可促进抗凋亡活性；利用一种凋亡芯片筛选得到了具有抗凋亡效应的基因PAK7,并且发现AURKA通过E2F1诱导PAK7的表达,敲降PAK7可部分逆转AURKA的抗凋亡活性。对PAK7的进一步深入研究发现PAK7在食管癌细胞系和组织标本中高表达,临床参数分析显示PAK7与食管癌的淋巴结转移和肿瘤分期存在正相关关系,并且PAK7高表达可促进食管癌细胞的迁移能力,转化NIH3T3细胞,使其在免疫缺陷的裸鼠中形成肿瘤,提示PAK7可能是一个潜在的候选癌基因。
　　 为了更全面地了解AURKA过表达后E2目的转录调节,我们用ChIP-chip的方法检测了全基因组水平E2F1结合启动子的状况。应用两种不同的分析工具,对E2F1转录调节的动态变化进行分析后发现:在AURKA高表达0-24小时期间,E2F1下游靶基因主要富集于EGF等信号通路,而在24-48小时,E2F1下游靶基因主要富集于VEGF、wnt/β-catenin等信号通路,从48小时内整体变化来看,启动子与E2F1结合的基因主要集中于肿瘤发生发展相关的信号通路以及TGF-β通路等,提示AURKA高表达可能通过E2F1对细胞周期进展具有促进作用。
　　 总之,AURKA是一个在肿瘤发生发展中起多重作用的关键癌基因。我们通过研究阐明了E2F1及其两个靶基因miR-17-92和PAK7以及一些其它信号通路在AURKA的下游扮演着重要的角色,一方面为研究AURKA在肿瘤发生发展中的作用机制提供了重要信息和思路,另一方面提示这些下游效应分子也可能作为AURKA异常肿瘤的潜在治疗靶点。