AMPK对原癌基因PIKE-A的反向调控作用、机制及其在神经胶质瘤发生发展转归中的意义

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81672781
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    57.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H1805.肿瘤表观遗传
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Glioblastoma multiforme (GBM), known as glioblastoma and grade IV astrocytoma, is one of the most common, aggressive and malignant brain tumors in the central nervous system. While there have been considerable advances in the multimodality treatment of GBM in the last few decades, only minimal improvements in the median survival time and the 5-year survival rate occurred. Therefore, uncovering the tumorigenesis mechanism of GBM is essential for finding novel treatments to improve patient prognosis. The AMP-activated protein kinase (AMPK) functions to monitor and maintain energy homeostasis at the cellular and organism level. AMPK was perceived historically primarily as a component of the LKB1/STK11 tumor suppressor cascade upstream of the TSC1/2/mTOR pathway and thus likely to be a tumor suppressor. PIKE-A acts as a proto-oncogene, is overexpressed in various human cancer samples and promotes cell growth, migration, invasion and transformation through Akt activation. Our preliminary studies show that PIKE-A directly interacts with AMPK and blocks its tumor suppressive actions, which are mediated by tyrosine kinase Fyn. Thus, these findings provide additional layer of molecular regulation of the AMPK signaling pathway in cancer progression. Moreover, we found that AMPK feeds back and phosphorylates PIKE-A. However, the biological significance of this event remains elusive. We hypothesize that AMPK restroregulates PIKE, inhibits CDK4 activity and suppresses cell proliferation and tumor growth in glioblastoma. The objective of this proposed research is to determine the physiological functions of AMPK phosphorylated-PIKE-A in glioblastoma. Characterization of the molecular mechanisms by AMPK and PIKE-A in the cell proliferation machinery in glioblastoma not only leads to a better understanding of glioblastoma development but also promises to provide effective individuation and systematic treatment in clinic.
多型性胶质母细胞瘤(GBM)是中枢神经系统发病率和致死率最高的恶性肿瘤,其发病机制不清楚,治疗靶点不明确。能量感受器AMPK是抑癌基因,调节mTOR信号通路抑制细胞增殖和肿瘤生长。原癌基因PIKE-A通过激活PI3K-Akt信号通路促进细胞增殖、转移和转化。我们前期研究结果表明,PIKE-A与AMPK直接结合,抑制AMPK的活性和信号通路而促进GBM细胞增殖。进一步又发现AMPK能反馈性的使得PIKE-A蛋白发生丝氨酸/苏氨酸残基磷酸化,但这种磷酸化修饰对PIKE-A的促进GBM恶性表型的生物学意义以及分子机制还不清楚。本项目拟在GBM细胞和动物模型中深入研究AMPK对PIKE-A的反向调控作用对细胞增殖、细胞周期和衰老等的影响及其分子机制,并利用大量GBM病人肿瘤组织标本探讨其在GBM发生发展转归中的意义,为鉴定GBM治疗靶点提供理论依据,为GBM的预后和个性化精准治疗提供新的思路。

结项摘要

原癌基因PIKE-A在神经胶质瘤的发生发展和转归过程中发挥着不可或缺的作用,AMPK作为细胞内重要的能量感受器,通过复杂的网络调控细胞能量动态平衡,影响肿瘤等病理进程。本项目主要研究AMPK对原癌基因PIKE-A以及其他肿瘤相关基因的磷酸化修饰在肿瘤发生发展转归中的作用及机制。重要结果如下:(1)在低氧和营养匮乏的应激条件下,激活的AMPK细胞质中可以磷酸化PIKE-A的第351和377位丝氨酸。被AMPK磷酸化的PIKE-A募集14-3-3蛋白,从而转运到细胞核内。核内的PIKE-A与CDK4结合,影响CDK4-pRB-E2F1信号通路,调节神经胶质瘤细胞周期。在小鼠颅内,PIKE-A的基因扩增或过表达可与CDK4协同促进神经胶质瘤的起始发生。(2)AMPK能够磷酸化修饰组蛋白去乙酰化酶HDAC10,进而调控磷酸戊糖途径的关键代谢酶G6PD的转录,并且酪氨酸代谢途径的关键代谢酶HPD通过LKB1影响了这一修饰调控轴,进而实现了酪氨酸代谢途径与磷酸戊糖途径的分子对话。(3)在葡萄糖耗竭条件下,糖原分解代谢通路显著激活,同时伴有PGM1表达的上调。机制研究发现,激活的AMPK会磷酸化组蛋白去乙酰化酶 HDAC8而刺激其入核,调控PGM1的转录,增加其蛋白水平。并且PGM1在临床肺癌组织中高表达,与肺癌患者较差预后密切相关。PGM1能够协调肺癌细胞的糖酵解、氧化磷酸化和磷酸戊糖途径以维持葡萄糖缺乏条件下生存和增殖。本项目的研究成果进一步丰富了原癌(抑癌)基因与肿瘤代谢相关酶的调控网络,为肿瘤的临床个性化精准治疗和预后提供新的理论依据。综上所述,课题组基本按照计划书开展科研工作,完成既定目标,发表了一系列文章。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Co-amplification of phosphoinositide 3-kinase enhancer A and cyclin-dependent kinase 4 triggers glioblastoma progression
磷酸肌醇 3 激酶增强子 A 和细胞周期蛋白依赖性激酶 4 的共同扩增触发胶质母细胞瘤进展
  • DOI:
    10.1038/onc.2017.67
  • 发表时间:
    2017-08-10
  • 期刊:
    Oncogene
  • 影响因子:
    8
  • 作者:
    Qi Q;Kang SS;Zhang S;Pham C;Fu H;Brat DJ;Ye K
  • 通讯作者:
    Ye K
4-hydroxyphenylpyruvate dioxygenase promotes lung cancer growth via pentose phosphate pathway (PPP) flux mediated by LKB1-AMPK/HDAC10/G6PD axis
4-羟苯基丙酮酸双加氧酶通过 LKB1-AMPK/HDAC10/G6PD 轴介导的戊糖磷酸途径 (PPP) 通量促进肺癌生长
  • DOI:
    10.1038/s41419-019-1756-1
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Cell Death & Disease
  • 影响因子:
    9
  • 作者:
    Shan Changliang;Lu Zhaoliang;Li Zhen;Sheng Hao;Fan Jun;Qi Qi;Liu Shuangping;Zhang Shuai
  • 通讯作者:
    Zhang Shuai
靶向抑制铜伴侣蛋白CCS逆转卵巢癌C13~细胞的顺铂耐药性
  • DOI:
    10.13865/j.cnki.cjbmb.2017.08.06
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    中国生物化学与分子生物学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李珍;司徒方民;冯琪;郑武健;柳娇;盛好;汪炬;山长亮;张帅
  • 通讯作者:
    张帅
YTH domain family 2 promotes lung cancer cell growth by facilitating 6-phosphogluconate dehydrogenase mRNA translation.
YTH 结构域家族 2 通过促进 6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶 mRNA 翻译来促进肺癌细胞生长。
  • DOI:
    10.1093/carcin/bgz152
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Carcinogenesis
  • 影响因子:
    4.7
  • 作者:
    Sheng Hao;Li Zhen;Su Shixin;Sun Wenjing;Zhang Xiaoya;Li Leilei;Li Jing;Liu Shuangping;Lu Bin;Zhang Shuai;Shan Changliang
  • 通讯作者:
    Shan Changliang
Phosphorylated proteomics analysis of human coronary artery endothelial cells stimulated by Kawasaki disease patients serum.
川崎病患者血清刺激的人冠状动脉内皮细胞的磷酸化蛋白质组学分析。
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    BMC Cardiovascular Disorders.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Shui-Ming Li;Wan-Ting Liu;Fang Yang;Qi-Jian Yi;Shuai Zhang;Hong-Ling Jia
  • 通讯作者:
    Hong-Ling Jia

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其他文献

Experimental apparatus for acquiring large-area uniform discharge plasmas
大面积均匀放电等离子体获取实验装置
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2013-05-20
  • 期刊:
    Microelectron. Reliab.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王文春;刘志杰;杨洋;杨德正;张帅;唐凯;王森;蒋鹏超
  • 通讯作者:
    蒋鹏超
镁改性芦苇生物炭控磷效果及其对水体修复
  • DOI:
    10.1161/circimaging.119.009539
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    环境科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    丁玉琴;李大鹏;张帅;陈丽媛;徐楚天;陈姝彤;朱企;黄勇
  • 通讯作者:
    黄勇
Density, Viscosity, Surface Tension and Intermolecular Interaction of Triethylene Glycol and 1,2-Diaminopropane Binary Solution & Its Potential Downstream Usage for Bioplastic Production
三甘醇和 1,2-二氨基丙烷二元溶液的密度、粘度、表面张力和分子间相互作用
  • DOI:
    10.1016/j.molliq.2020.112804
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    J. Mol. Liq.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    贾晓倩;张帅;李斌;杨锦荣;张建斌;富加拉嘎玛汁
  • 通讯作者:
    富加拉嘎玛汁
仿生多孔润滑耐磨CF/PTFE/PEEK复合材料的设计及其摩擦学性能研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    材料工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    林珊;张帅;杨淑慧;朱艳吉
  • 通讯作者:
    朱艳吉
用于气固两相流测量的方形静电传感器阵列建模及实验验证
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    中南大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张帅;闫勇;钱相臣;胡永辉
  • 通讯作者:
    胡永辉

其他文献

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张帅的其他基金

铜伴侣蛋白CCS调控卵巢癌铁死亡的作用机制及干预研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    52 万元
  • 项目类别:
    面上项目
癌蛋白PIKE-A在神经胶质瘤中调控线粒体功能的机制研究
  • 批准号:
    81902826
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    20.5 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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