表皮生长因子从反式高尔基网络运输到细胞膜的分子机制及表皮生长因子受体新靶点的探索

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31871421
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0701.细胞器及亚细胞结构、互作与功能
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The epidermal growth factor receptor (EGFR) is a cell surface localized receptor for epidermal growth factor (EGF) and transforming growth factor-α (TGF-α). Upon ligand binding, EGFR activates downstream signaling pathways, leading to cell growth and proliferation. EGFR plays important roles in cancer progression and is one of the major drug targets for targeted cancer therapy. . Newly synthesized EGFR needs to be delivered to the cell surface in order to receive its ligands. Our preliminary results indicate that surface delivery of newly synthesized EGFR follows the conventional steps in the biosynthetic transport pathway. In the biosynthetic transport pathway, after being synthesized from ribosomes, EGFR is translocated in the membranes of the endoplasmic reticulum (ER) and then delivered to the Golgi apparatus. EGFR exits the Golgi at the trans Golgi network (TGN). At the TGN, EGFR is packaged into transport vesicles and these transport vesicles are transported along sophisticated post-Golgi trafficking routes to the plasma membrane. Post-Golgi biosynthetic trafficking is an important process to ensure that newly synthesized proteins are delivered to correct localizations where they perform their physiological functions. Despite their importance, the molecular mechanisms regulating post-Golgi trafficking of EGFR remain unclear.. Here we propose to analyze the molecular mechanism that regulates transport of EGFR from the TGN to the plasma membrane. EGFR is localized at the basolateral membranes in polarized MDCK cells. Our preliminary analysis indicates that EGFR and p75, an apical-plasma membrane-localized protein, are transported in separate transport carriers after exiting the trans Golgi network (TGN). In addition, TGN export of EGFR but not p75 is regulated by the adaptor complex-1, a major cargo sorting complex at the TGN. We thus hypothesize that EGFR is sorted into specific transport vesicles at the TGN and these transport vesicles are delivered along a specific post-Golgi biosynthetic trafficking route leading to the basolateral plasma membrane. To test this hypothesis, we will first utilize light sheet microscopy to elucidate the post-Golgi trafficking routes of EGFR in polarized MDCK cells. We will then analyze how EGFR is packaged into transport vesicles at the TGN and reveal the identity of proteins, such as motor proteins, that regulate delivery of EGFR-enriched transport vesicles from the TGN to specific acceptor compartments. .Currently, all cancer patients who initially benefit from EGFR-targeted therapy eventually develop resistance. One of the major causes of resistance is that tumor cells acquire additional mutations in EGFR that weaken the interaction between EGFR and the drug. Thus, to overcome drug resistance it is essential to explore a novel strategy that acts by an entirely different mechanism. Our preliminary results indicate that blocking the biosynthetic pathway inhibits EGF-induced EGFR autophosphorylation. Thus, blocking surface delivery of newly synthesized EGFR is a novel way to downregulate EGFR signing. Here we aim to test whether interfering with EGFR post-Golgi trafficking can effectively affect EGFR signaling and cancer cell proliferation.. These analyses will provide novel insights into the biosynthetic trafficking of EGFR. These analyses will also provide important information for rational design of inhibitors that block specific steps of post-Golgi trafficking of EGFR as a novel method to modulate EGFR signaling.
表皮生长因子受体(EGFR)是一个主要的肿瘤诊断标志分子及治疗靶点。新合成的EGFR通过合成转运途径运输到细胞质膜。在细胞膜上EGFR与配体结合后诱导EGFR自磷酸化从而激活下游信号通路。目前新合成的EGFR被运输到细胞膜特别是从反式高尔基体网络(TGN)运输到细胞膜的机制仍然大部分未知。本课题研究的目标是:1)阐明EGFR从TGN运输到细胞膜的路径; 2)探索EGFR在TGN 上被分选入囊泡的分子机制; 3)寻求调控EGFR后高尔基体运输的方向性的重要因子。我们的前期研究表明抑制合成转运途径能够抑制配体诱导的EGFR自磷酸化。基于此结果,我们将测试干扰EGFR从TGN到细胞膜的运输是否调节EGFR信号传导和癌细胞增殖。这些分析将为EGFR的合成转运途径的分子机制提供新的见解。本课题还将为设计阻碍EGFR后高尔基体运输的抑制剂提供有效的信息,为抑制EGFR介导的信号通路提供新的方法。

结项摘要

表皮生长因子受体(EGFR)在哺乳动物的发育中起到至关重要的作用,且参与维持多种机体组织的正常功能。EGFR在很多癌症患者的肿瘤组织中有过表达或突变的现象,因此EGFR是一个主要的肿瘤诊断标志分子以及治疗靶点。野生型EGFR必须运输到细胞膜上才能接收信号行驶其信号传导功能。目前关于EGFR细胞内部运输的研究集中于激活后的EGFR的内吞过程,而对新合成的EGFR被运输到细胞膜的运输机制,特别是从反式高尔基网络(TGN)运输到细胞膜的机制仍然大部分未知。本课题着力于研究EGFR从TGN运输到细胞膜的运输的分子机制以及其对EGFR信号通路的影响。通过系统的细胞学,生物化学和活细胞成像的研究手段,我们发现EGFR通过和p75不一样的路径从TGN运输到细胞膜。我们的研究表明AP-1识别EGFR上的998号酪氨酸基序将其装入囊泡离开TGN。并且我们发现了调控EGFR后高尔基体运输的重要因子Rab12和Arfrp1。此外我们发现通过去除AP-1和Rab12来下调EGFR从高尔基体到细胞膜的运输可以抑制EGFR信号传导和癌细胞增殖。同时,我们发现去除Rab12和AP11没有影响与肿瘤发生密切相关的EGFR突变体EGFR(L858R)从TGN向细胞膜的运输,说明EGFR(L858R)从高尔基体输出依赖于和野生型EGFR不一样的细胞因子。这些分析不仅为EGFR的合成转运途径的分子机制提供新的见解,而且还为以EGFR为代表的位于细胞的基底侧质膜的蛋白如何被运输到其在细胞膜上特殊的位置提供新的见解。本课题将为未来合理设计阻碍EGFR后高尔基体运输的抑制剂,从而为抑制EGFR介导的信号通路来治疗癌症的可行性提供有效的信息。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
The amphipathic helices of Arfrp1 and Arl14 are sufficient to determine subcellular localizations.
Arfrp1 和 Arl14 的两亲性螺旋足以确定亚细胞定位
  • DOI:
    10.1074/jbc.ra120.014999
  • 发表时间:
    2020-12-04
  • 期刊:
    The Journal of biological chemistry
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yang F;Li T;Peng Z;Liu Y;Guo Y
  • 通讯作者:
    Guo Y
Visualization of Protein Sorting at the Trans-Golgi Network and Endosomes Through Super-Resolution Imaging
通过超分辨率成像可视化跨高尔基体网络和内体的蛋白质分选
  • DOI:
    10.3389/fcell.2019.00181
  • 发表时间:
    2019-09-03
  • 期刊:
    FRONTIERS IN CELL AND DEVELOPMENTAL BIOLOGY
  • 影响因子:
    5.5
  • 作者:
    Huang, Yan;Ma, Tianji;Guo, Yusong
  • 通讯作者:
    Guo, Yusong
The clathrin adaptor complex-1 and Rab12 regulate post-golgi trafficking of WT epidermal growth factor receptor (EGFR).
网格蛋白接头复合物 1 和 Rab12 调节野生型表皮生长因子受体 (EGFR) 的后高尔基体运输
  • DOI:
    10.1016/j.jbc.2023.102979
  • 发表时间:
    2023-03
  • 期刊:
    JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY
  • 影响因子:
    4.8
  • 作者:
    Wang, Jinhui;Lau, Pik Ki;Li, Chun Wa;Guo, Yusong
  • 通讯作者:
    Guo, Yusong
The exocyst functions in niche cells to promote germline stem cell differentiation by directly controlling EGFR membrane trafficking
胞外囊在微环境细胞中发挥作用,通过直接控制 EGFR 膜运输来促进生殖干细胞分化
  • DOI:
    10.1242/dev.174615
  • 发表时间:
    2019-07-01
  • 期刊:
    DEVELOPMENT
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Mao, Ying;Tu, Renjun;Xie, Ting
  • 通讯作者:
    Xie, Ting
ADP-Ribosylation Factor Family of Small GTP-Binding Proteins: Their Membrane Recruitment, Activation, Crosstalk and Functions.
小 GTP 结合蛋白的 ADP-核糖基化因子家族:其膜募集、激活、串扰和功能
  • DOI:
    10.3389/fcell.2022.813353
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Frontiers in cell and developmental biology
  • 影响因子:
    5.5
  • 作者:
    Li T;Guo Y
  • 通讯作者:
    Guo Y

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  • 通讯作者:
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  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
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  • 作者:
    郭玉松;曹剑;范利
  • 通讯作者:
    范利

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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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