CD38调控ZAP70活性对鼻咽癌细胞能量代谢的影响及其机制研究

Our previous study showed that CD38 promoted the occurrence of nasopharyngeal carcinoma (NPC) by regulating the activation of ZAP70. CD38 has dual activity of two adenosine phosphate ribose cyclase and hydrolase, and is closely related to cell energy metabolism. To reveal the effect and possible mechanism of CD38 to energy metabolism of NPC cells, we established human NPC cell lines and normal nasopharyngeal epithelial cell lines which was over-expression of CD38 or silence of CD38 gene and studied the influence of CD38 on cell energy metabolism of above cell lines. Then, we silenced or over-expressed the expression level of ZAP70, and observed whether CD38 affected the level of energy metabolism of NPC by regulated the activation of ZAP70. Furthermore, we studied whether the levels of glycosylation of CD38 extracellular domain were related with ZAP70 expression and cellular energy metabolism to reveal the mechanism of CD38 to energy metabolism in NPC cells. Finally, we identified the protein molecular interaction with CD38 by Co-immunoprecipitation and LTQ Orbitrap mass spectrometry technology. The new targets and energy metabolism related signal transduction pathway of CD38 were found by comprehensive analysis using bioinformatics methods to reveal the other possible mechanisms of CD38 in the pathogenesis of NPC. The successful implementation of the project can provide the experimental basis for the pathogenesis of NPC.

前期研究我们证实鼻咽癌中CD38通过影响ZAP70来发挥其促癌作用。CD38具有腺苷二磷酸核糖环化酶和水解酶双重活性，与细胞能量代谢密切相关。为进一步揭示CD38对鼻咽癌细胞能量代谢的影响及其可能机制，本项目拟建立CD38过表达/基因沉默的人鼻咽癌和正常鼻咽上皮细胞系，分析CD38对其能量代谢的影响；然后，沉默/过表达ZAP70表达水平，观察CD38是否通过调控ZAP70来影响其能量代谢水平；再进一步明确CD38胞外区糖基化水平是否与ZAP70的表达和细胞能量代谢相关，揭示CD38影响鼻咽癌能量代谢的可能作用机制；最后采用免疫共沉淀与LTQ Orbitrap ETD质谱技术分离鉴定CD38的交互作用蛋白，综合分析CD38参与调控的分子靶点及能量代谢相关的信号传导通路，最终揭示CD38在鼻咽癌发病中的作用与机制。本项目成功实施将为阐明鼻咽癌发病机制提供实验依据。

CD38是一个定位于膜上的单链跨膜糖蛋白，具有腺苷二磷酸核糖环化酶和水解酶双重活性，与细胞能量代谢密切相关。前期研究我们证实CD38分子在鼻咽癌侧群细胞（SP）中表达上调、并通过影响ZAP70来发挥其促癌作用。为进一步揭示CD38对鼻咽癌细胞能量代谢的影响及其可能机制，本项目首先在人鼻咽癌细胞系中过表达/敲低CD38的表达水平，分析CD38对鼻咽癌细胞增殖、凋亡以及侵袭和迁移的影响，同时检测CD38对鼻咽癌细胞能量代谢的影响。然后，采用免疫共沉淀与LTQ Orbitrap ETD质谱技术分离鉴定CD38的交互作用蛋白，综合分析CD38参与调控的分子靶点及能量代谢相关的信号传导通路，最终揭示CD38在鼻咽癌发病中的作用与机制。.我们的结果显示：CD38在鼻咽癌组织中高表达、促进鼻咽癌细胞的自我更新；CD38抑制鼻咽癌细胞的凋亡、促进鼻咽癌细胞的侵袭迁移；CD38影响鼻咽癌细胞胞内ATP和环磷酸腺苷（cAMP）的浓度；同时还发现在鼻咽癌HNE2细胞、宫颈癌CaSki细胞、肺癌A549细胞中PRMT5是CD38新的互作分子、PRMT5与CD38的跨膜结构域结合，并且影响CD38的蛋白表达水平；PRMT5通过调控CD38R58G甲基化状态影响CD38的酶活性和NAD水平进而促进鼻咽癌、宫颈癌等恶性肿瘤细胞的增殖。除完成本项目的预期目标之外，我们还发现CD38促进宫颈癌细胞增殖、抑制宫颈癌细胞衰老；影响宫颈癌细胞中NAD(H)、NADP(H)的浓度，促进宫颈癌细胞对葡萄糖的消耗，促进宫颈癌细胞乳酸堆积。本项目的成功实施为阐明CD38在鼻咽癌、宫颈癌等恶性肿瘤中作用及其机制提供了实验依据。.本项目实施4年来，在国内外高水平杂志上发表相关论文9篇（均为SCI收录期刊），代表性论文发表在《MOLECULAR CARCINOGENESIS》等国际知名刊物上；培养博士研究生3名（1名毕业，2名在读），硕士研究生8名（5名毕业，3名在读）；获得国家实用新型专利3项，项目负责人获得湖南省科技成果奖2项。

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