CDK5介导的TPX2磷酸化促进肝癌发生的机制研究

It has been reported that CDK5(cyclin-dependent kinase 5)play an important role in proliferation and metastasis of various malignant tumors, but CDK5 pathway and its substrates in genesis and development of HCC are still unclear. Our previous study found that CDK5 was increased in HCC tisues and the level of CDK5 was associated with microvascular invasion(MVI) and recurrence of HCC. The phosphorylated substrate of CDK5, TPX2(Target protein for Xklp2), which was associated with tumor, has been selected by phosphoproteome analysis(SILAC). TPX2 has been selected by these study. We will verify that CDK5 promote HCC through its substrate TPX2. Meanwhile, tamoxifen, a new inhibitor of CDK5 kinase activity, will be used to verify its inhibition of HCC by regulateing CDK5-TPX2 pathway. These study will pave the way for application of CDK5 and its subtrates as promising makers in clinical evaluation of prognosis and target molecules of cancer therapy in HCC.

CDK5(cyclin-dependent kinase 5）与多种恶性肿瘤的增殖、转移密切相关，但目前尚缺乏对CDK5通路及其调控的下游分子在肝癌发生、发展中作用的完整认识。我们前期研究发现CDK5在原发性肝癌中显著高表达且与微血管侵犯及复发具有相关性，并使用SILAC技术筛选出CDK5调控的下游底物TPX2（Target protein for Xklp2），本研究将以TPX2为代表，验证CDK5通过调控TPX2进而促进肝癌发生的机制，并研究最新报道的CDK5激酶抑制剂他莫昔芬是否通过干扰CDK5-TPX2这一通路抑制肝癌的恶性表型。为CDK5及其下游底物作为临床评价肝癌预后的标记分子及开展可能的靶向治疗奠定理论基础。

我国是世界上肝癌最高发的国家之一，由于其较高的发病率和致死率，严重威胁人民的健康，但目前大多数肝癌患者仍难以获得早期诊断及有效的手术治疗，因此，探讨其发病机制并寻找可能的治疗靶点是十分有意义的。细胞周期蛋白依赖性激酶5 (cyclin-dependent kinase 5，CDK5)是周期素依赖蛋白激酶家族的特殊成员，近年来发现其在肿瘤发生发展中起着关键的作用。CDK5通过与激活因子p35或p39结合后活化并磷酸化一系列下游分子，参与肿瘤细胞增殖、迁移、粘附、凋亡、细胞周期调控等。但CDK5对肝癌细胞功能的影响及其在肝癌中的调控机制还不清楚。本课题首先在蛋白和mRNA水平发现CDK5在大量的肝癌样本中的表达显著升高，生存分析显示CDK5的表达水平与手术后生存率相关。进一步在细胞水平研究发现，CDK5可促进细胞的增殖、迁移和侵袭。而CDK5激酶缺失突变型肝癌细胞则失去这些功能，表明其促进细胞增殖和迁移的作用依赖于其激酶活性。裸鼠皮下成瘤实验证实CDK5过表达对细胞成瘤及转移均有促进作用。我们同时在CDK5杂合敲除的转基因小鼠上使用DEN诱导建立肝癌模型，观察发现CDK5杂合敲除小鼠成瘤的肿瘤大小、数量及成瘤率均显著小于野生型。.他莫昔芬一种经典的雌激素拮抗剂，主要用于治疗晚期乳腺癌和卵巢癌，近期有研究证实他莫昔芬是一种新发现的CDK5抑制剂，本课题研究显示他莫昔芬对肝癌的增殖和迁移有明显抑制作用，且这种作用依赖于CDK5。我们同时还发现，CDK5可以磷酸化重要的肿瘤发生促进蛋白TPX2，促进其蛋白质稳定性并不易降解。细胞实验验证发现CDK5通过磷酸化TPX2促进其蛋白质稳定并参与肿瘤迁移过程。.总之，我们在组织、细胞及动物水平阐述了CDK5在肝癌发生发展中的促进作用，这种作用依赖于其激酶活性，同时筛选出了CDK5在肝癌细胞中作用的下游底物TPX2，为把CDK5及其下游信号通路作为肝癌的潜在治疗靶点奠定了理论基础，同时也为tamoxifen与CDK5表达相结合从而治疗肝癌提供了实验依据。

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