PEAK1通过FAK-CTTN-Arp2/3信号调控细胞迁移的分子机制研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31701218
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0706.细胞极性与细胞运动
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

PEAK1 is a non-receptor protein tyrosine kinase which localized at actin cytoskeleton and focal adhesion sites, playing a crucial role in the occurrence and metastasis of high metastatic tumors, but the molecular mechanism of PEAK1-promoted tumor metastasis remained unknown. Our previous study found that knockdown of PEAK1 leads to enlarged focal adhesion and dynamic defects of pseudopodia. We identified some interaction proteins of PEAK1 by using co-immunoprecipitation coupled with LC-MS/MS. In these candidate interaction proteins, CTTN that mediated actin polymerization was proved to interact with PEAK1. Non-labeling quantitative proteomics analysis showed that tyrosine phosphorylation of CTTN is down-regulated, but FAK Y397 is up-regulated in PEAK1 knockdown cells. Therefore, we speculate that CTTN-activated actin polymerization and FAK-mediated focal adhesion turnover in pseudopodia play an important role in the process of PEAK1-promoted cell migration. We will dissect the mechanism of PEKA1-motivated cell migration from the following aspects: 1) Reveal the interaction mechanism between PEAK1 and CTTN;2)The effect of PEAK1 on CTTN tyrosine phosphorylation and the function of PEAK1 regulated CTTN phosphomodification in CTTN-Arp2/3 complex mediated actin polymerization in pseudopodia; 3) The influence of PEKA1 on the cellular localization, interaction and tyrosine phosphorylation of focal adhesion related proteins, such as FAK, Paxillin, Talin. 4) The role of Src in PEAK1-regulated tyrosine phosphorylation of FAK containing focal adhesion. These results will provide a theoretical basis for the study of PEAK1 as a marker for the diagnosis and treatment of high metastatic tumor.
PEAK1是一个非受体酪氨酸蛋白激酶,在细胞Actin微丝、粘着斑和伪足等部位定位,可促进多种肿瘤细胞的迁移,其调控机制不明。我们发现:沉默PEAK1可阻碍粘着斑、Actin微丝和伪足的动态变化,抑制肿瘤细胞迁移;PEAK1与伪足蛋白CTTN相互作用;沉默PEAK1导致粘着斑蛋白聚集,下调CTTN、Paxillin、Vinculin和Src等蛋白的酪氨酸磷酸化,上调FAK Y397。据此,我们推测:PEAK1可能通过CTTN介导伪足Actin的聚合及FAK调节粘着斑的动态组装,调控肿瘤细胞的迁移。本项目将进一步分析PEAK1与CTTN的互作结构域,筛选PEAK1调控CTTN的酪氨酸磷酸化位点;探讨PEAK1对CTTN-Arp2/3介导Actin体外聚合的影响;研究Src在PEAK1调控粘着斑蛋白定位、相互作用和磷酸化中的作用。为PEAK1作为高转移肿瘤诊疗标志物及治疗靶点的研究提供理依据。

结项摘要

细胞运动参与了胚胎发育、体内平衡、肿瘤细胞转移、生物治疗等生理、病理过程,解析细胞运动的调控机制具有重要意义。本项目以细胞为模型,系统揭示了PEAK1调控细胞运动的分子机制,探索了PEAK1缺失小鼠脂肪酸代谢等生理问题。PEAK1敲降后,会导致细胞片状伪足减少、粘着斑变大和Actin变粗等;除PEAK1的激酶结构域外,N端的Actin结合结构域、中间调控结构域能促进细胞运动;Co-IP结合质谱分析,发现PEAK1与细胞骨架蛋白Cortactin、Myosin II具有相互作用;PEAK1的Proline-rich结构域和Cortactin的SH3结构域是互作必须结构域,且相互作用受FAK、Rock、Raf和PKC等蛋白激酶以及金属蛋白酶MMP的调控;PEAK1上调了 Cortactin Y421的磷酸,进而促进了Cortactin与Arp2/3复合体、Cofilin、N-WASP等细胞骨架蛋白的结合,影响F-Actin和细胞片状伪足的形成;伤口愈合、随机运动试验表明过表达或敲降Cortactin对PEAK1促进的细胞运动影响不大,但敲降PEAK1会抑制Cortactin过表达促进的细胞运动。为了进一步明确PEAK1、粘着斑的关系,我们进一步分析了粘着斑相关蛋白PEAK1与FAK、Myosin II蛋白之间的关系:PEAK1的酪氨酸磷酸化、粘着斑和Actin等部位的定位及促进细胞运动等均依赖FAK激酶活性。敲降PEAK1增加了粘着斑相关蛋白FAK、Talin、paxillin和p130Cas之间的相互作用,进而稳定了粘着斑。敲降PEAK1改变了应力纤维形成蛋白Myosin IIA/B在细胞骨架上的定位,破坏了由Myosin II蛋白建立的细胞极性;抑制Myosin II的ATPase活性可以消除敲降PEAK1导致的粘着斑变大和F-Actin增粗的表型;敲降Myosin II可抵抗敲降PEAK1抑制的细胞运动。由此,我们可以得出PEKA1调控细胞运动依赖Myosin IIB蛋白介导的细胞骨架重组。综上,PEAK1调控细胞运动是一个复杂的过程,但通过与细胞骨架结合蛋白的相互作用、及参与FAK介导的信号通路是其调控细胞运动的主要方式。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
BMP7 plays a critical role in TMEM100-inhibited cell proliferation and apoptosis in mouse metanephric mesenchymal cells in vitro
BMP7 在体外 TMEM100 抑制小鼠后肾间充质细胞增殖和凋亡中发挥关键作用
  • DOI:
    10.1007/s11626-017-0211-9
  • 发表时间:
    2017-12
  • 期刊:
    In Vitro Cell Dev Biol Anim
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Ren D;Ju P;Liu J;Ni D;Gu Y;Long Y;Zhou Q;Xie Y.
  • 通讯作者:
    Xie Y.
miR-194 regulates the proliferation and migration via targeting Hnf1 beta in mouse metanephric mesenchyme cells
miR-194通过靶向Hnf1β调节小鼠后肾间质细胞的增殖和迁移
  • DOI:
    10.1007/s11626-019-00366-z
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    In Vitro Cellular & Developmental Biology-Animal
  • 影响因子:
    2.1
  • 作者:
    Liu Yamin;Hu Yanxia;Ni Dongsheng;Liu Jianing;Xia Hua;Xu Lei;Zhou Qin;Xie Yajun
  • 通讯作者:
    Xie Yajun
Tumor-suppressive activity of Hnf1β in Wilms' tumor
Hnf1 beta 在肾母细胞瘤中的肿瘤抑制活性
  • DOI:
    10.1080/09168451.2019.1611409
  • 发表时间:
    2019-05-02
  • 期刊:
    BIOSCIENCE BIOTECHNOLOGY AND BIOCHEMISTRY
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    Liu, Yamin;Kanyomse, Quist;Xie, Yajun
  • 通讯作者:
    Xie, Yajun
Long-term and high dose dexamethasone injection decreases the expression of Immunoglobulin Heavy (Light) Chain Variable Region Genes (IGH(L)Vs) in the mouse spleen
长期大剂量地塞米松注射降低小鼠脾脏中免疫球蛋白重(轻)链可变区基因(IGH(L)Vs)的表达
  • DOI:
    10.1016/j.gene.2019.01.047
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Gene
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Qi Yuanhui;Yi Qiying;Liu Yamin;Hu Yanxia;Ni Dongshen;Liu Jianing;Zhou Qin;Xie Yajun
  • 通讯作者:
    Xie Yajun
High-Dose Dexamethasone Manipulates the Tumor Microenvironment and Internal Metabolic Pathways in Anti-Tumor Progression
高剂量地塞米松在抗肿瘤进展中调控肿瘤微环境和内部代谢途径
  • DOI:
    10.3390/ijms21051846
  • 发表时间:
    2020-03
  • 期刊:
    International Journal of Molecular Sciences
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Lei Xu;Hua Xia;Dongsheng Ni;Yanxia Hu;Jianing Liu;Yao Qin;Qin Zhou;Qiying Yi;Yajun Xie
  • 通讯作者:
    Yajun Xie

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蒺藜苜蓿小G蛋白MtROP9基因的克隆与表达分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2009
  • 期刊:
    西北农林科技大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘伟;曹连莆;陈爱民;王彦章;谢亚均
  • 通讯作者:
    谢亚均

其他文献

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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

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          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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