c-Abl非受体酪氨酸激酶调节ERα转录活性的研究

来源 :中国人民解放军军事科学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shshay
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乳腺癌是女性中最常见的恶性肿瘤之一,雌激素受体α(estrogen receptorα, ERα)在乳腺癌的发生发展中起着极其重要的作用。目前认为,转录因子雌激素受体α可以激活含雌激素应答元件(estrogen responsive element, ERE)基因的表达,从而引起细胞的恶性转化。因此,关于雌激素受体α信号途径的深刻认识对乳腺癌的预防、诊断和治疗具有重要意义。在雌激素受体α信号途径中,雌激素受体α活性的高效发挥与调节依赖于雌激素受体α与其它蛋白质的相互作用,这些与雌激素受体α结合的蛋白质被称为雌激素受体α的共调节因子(co-regulators或co-factors),分为共激活因子(co-activators)和共抑制因子(co-repressors)。利用酵母双杂交、蛋白质亲和层析、免疫共沉淀结合质谱等技术,已发现一些与雌激素受体α相互作用的共激活因子和共抑制因子。与雌激素受体α相互作用的共激活因子包括与雌激素受体α的AF1 (activation function 1)结构域结合的配体不依赖的因子(如SRC-1、P68等)和与雌激素受体α的AF2(activation function 2)结构域结合的配体依赖的因子(如SRC-1、GRIP1、AIB1等)。另外,还包括与雌激素受体α的AF1和AF2区以外区域结合的因子,如RAP46与雌激素受体α的铰链区相互作用;GT198与雌激素受体α的DBD相互作用。SRC-1既可与雌激素受体α的AF1结合,也可与雌激素受体α的AF2结合。此外,磷酸化是蛋白质的一种共价修饰作用,是蛋白质稳定性及功能调节的重要方式。许多转录因子活性的调节都需要通过磷酸化来进行。雌激素受体α作为核受体的一种,是一类可以被磷酸化的蛋白质,它的活性与磷酸化密切相关。通过氨基酸直接测序法和间接定向突变法已鉴定出人雌激素受体α有6个磷酸化位点,分别是Ser104、Ser106、Ser118、Ser167、Ser236和Tyr537,尽管目前已发现一些能够调节雌激素受体α磷酸化的因子,但已知的这些因子对于雌激素受体α磷酸化的途径比较单一,机制不十分明确。因此,我们很需要对雌激素受体α磷酸化调节因子进行深入的研究,以便更好地了解乳腺癌发生发展的分子机理。通过对雌激素受体α的氨基酸序列分析,我们发现雌激素受体α存在2个YXXP模体和2个PXXP模体,这两种模体是非受体酪氨酸激酶c-Abl的磷酸化及结合模体,所以我们预测雌激素受体α可能能够与c-Abl发生相互作用,并且雌激素受体α可能可以被c-Abl磷酸化。首先,我们通过免疫沉淀、免疫印迹、GST pulldown、Farwestern blot等实验证明了雌激素受体α与c-Abl在体内外均可以发生相互作用,并且这种相互作用是直接的相互作用;我们通过GST-pulldown、点突变等方法进一步确定了二者发生相互作用的结构域和位点,c-Abl是通过其SH3结构域与雌激素受体α相互结合,而且雌激素受体α第79位和333位的脯氨酸对二者结合作用起着关键作用,第79位和333位的脯氨酸分别位于雌激素受体α的AF1、AF2结构域,所以c-Abl既能与雌激素受体α的AF1结构域结合,又能与AF2结构域结合。其次,通过激酶分析实验,确定了雌激素受体α可以被c-Abl磷酸化,但是不能被c-Abl的激酶突变体c-Abl(K290R)磷酸化(c-Abl的K290位点是c-Abl激酶结构域中ATP结合位点的关键氨基酸,被突变为精氨酸后使c-Abl丧失酪氨酸激酶活性)。加入抑制c-Abl活性特异的抑制剂STI571后,c-Abl磷酸化雌激素受体的作用被抑制。通过点突变方法我们进一步确定了雌激素受体α的Y52和Y219位点的酪氨酸是主要的磷酸化位点。这两个磷酸化位点是新的雌激素受体α磷酸化位点,尚未见报道。第三,通过进一步研究表明具有激酶活性的c-Abl可以增强雌激素受体α的稳定性,c-Abl的激酶突变体c-Abl(K290R)则不能增强雌激素受体α的稳定性,且加入抑制c-Abl活性特异的抑制剂STI571后,c-Abl增强雌激素受体稳定性的功能也丧失。但是其发生的机制有待于进一步研究。最后,我们研究了c-Abl对雌激素受体α转录激活活性的影响。基于ER与ERE结合的原理,本研究利用ERE-luc荧光素酶报告基因,检测了c-Abl对雌激素受体α转录活性的影响。实验中证明了c-Abl不能直接激活ERE-luc。进一步研究发现c-Abl可以通过雌激素依赖和雌激素非依赖两种方式上调雌激素受体α的转录活性。c-Abl的激酶突变体c-Abl(K290R)则丧失了这种功能,且加入抑制c-Abl活性特异的抑制剂STI571也使c-Abl这种活性丧失。此外,我们观察了雌激素受体α磷酸化位点突变体对其转录活性的影响。雌激素受体α的Y52和Y219位点的酪氨酸突变后,基础转录活性不发生改变,而c-Abl对雌激素受体α转录激活的活性丧失。说明了c-Abl增强雌激素受体α转录激活活性是由于c-Abl使雌激素受体α发生磷酸化导致的。综上所述,本研究发现雌激素受体α与非受体酪氨酸激酶c-Abl存在相互作用;雌激素受体α可以被与c-Abl磷酸化,雌激素受体α的磷酸化导致了其稳定性的增加;c-Abl通过磷酸化雌激素受体α,使其转录活性增强。这些研究结果表明,c-Abl是雌激素受体α信号通路的新型调控因子,且是雌激素受体α共刺激因子。雌激素受体与乳腺癌之间的关系一直是科研人员关注的重点领域,通过研究c-Abl与雌激素受体α的关系有助于明晰配体依赖及配体非依赖性激活的雌激素受体α途径在乳腺癌发生发展中的重要作用提供重要线索。为乳腺癌的防治和相关药物的开发应用提供新的靶标。
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