PIK3R1基因cSH2结构域突变促进子宫内膜癌进展的机制研究
批准号:
82102793
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
李欣然
依托单位:
学科分类:
肿瘤靶向治疗
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
李欣然
中文摘要
PIK3R1是编码PI3K通路调节亚基p85α蛋白的基因,在多种癌症中存在高频突变,在子宫内膜癌病人中突变频率高达40%。重要的是,携带PIK3R1突变的病人的生存率显著低于野生型病人。cSH2结构域是p85α高频发生突变的位点,但尚未有研究鉴别并解析cSH2结构域上的驱动突变。申请人前期研究提示,cSH2结构域存在高频驱动突变,这些突变可能通过调控p110的不同亚基激活PI3K通路,进而促进细胞的恶性转化。本项目旨在通过基因组学、细胞生物学、分子生化、药物敏感性等实验方法,鉴别cSH2结构域具有促癌作用的驱动突变,深入探究这些驱动突变异常调控p110亚基介导的分子机制,并通过体内外实验验证突变细胞对p110抑制剂的药物敏感性。该项目研究结果有望优化子宫内膜癌病人的靶向治疗方案,为治疗携带PIK3R1基因cSH2结构域驱动突变的肿瘤病人提供新的思路。
英文摘要
PIK3R1 encodes p85α, the regulatory subunit of class IA phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K) pathway. PIK3R1 gene mutations are frequently observed in multiple cancer lineages, and over 40% of endometrial cancer patients bring PIK3R1 mutations. Strikingly, cancer patients with PIK3R1 mutations were found to have a remarkably low survival chance than wild-type ones. A cluster of patient-derived hotspot mutations are occurred at cSH2 domain, yet its driver mutations have not been fully identified and characterized in any cancer types. Our preliminary data have shown that some of the mutations at cSH2 domain are driver mutations, and these mutations could activate PI3K signals by modulating p110 isoforms. Significantly, these driver mutations render the cells more sensitive to p110 specific inhibitors. By integrative analyses of functional genomics, molecular biology, and pharmacological approaches, this project aims to 1) identify the driver mutations that frequently occurred at cSH2 domain of PIK3R1, 2) explore the underlying oncogenic mechanisms induced by driver mutation, and 3) determine the sensitivities of driver mutations to the p110 isoform-specific inhibitors. Functional characterizations of PIK3R1 cSH2 domain driver mutations and associated treatment susceptibility may provide mechanism-based therapeutic options for cancer patients who carrying these mutations.
p85α(由PIK3R1基因编码)是PI3K通路最重要的调节亚基之一。p85α可稳定催化亚基的表达,接受上游信号并调控催化亚基的活性。本课题发现该基因的cSH2结构域高频表达截短突变,在子宫内膜癌人群中该结构域发生截短突变的比例可达90%。进一步分析我们锁定了在肿瘤病人中重复率最高的几个截短突变,并进行了后续研究。细胞增殖、迁移、侵袭等细胞表型实验证实了这些肿瘤病人高频表达的截短突变为具有促肿瘤作用的驱动突变。野生型p85α蛋白在PI3K通路中具有稳定并调控p110重要作用,但我们的实验结果提示,cSH2的截短蛋白并未影响p110蛋白的表达,也未明显激活下游AKT信号。这一结果表明,PIK3R1基因C端的高频截短突变可能通过区别于传统PI3K功能的的新通路获得其生长和转移优势,即获得全新功能的“neomorph”突变。蛋白阵列结果显示,表达突变的细胞其胞内MAPK-ERK信号明显增强,而传统PI3K下游的AKT信号则无激活。进一步的蛋白水平结果同样表明,cSH2的驱动截短突变激活了MEK/ERK/p90-RSK信号。有趣的是,MEK抑制剂处理细胞后,无论是突变细胞还是野生型细胞,均增强了AKT的磷酸化水平,这提示,AKT通路可能是ERK药物的逃逸通路。药物敏感性实验结果表明,共同靶向MEK/ERK信号和药物逃逸AKT信号时,携带cSH2结构域驱动截短突变的细胞表现出了更强的敏感性。总体而言,本课题系统的探究了PIK3R1 cSH2结构域的高频截短突变为具有促肿瘤作用的驱动突变,该突变为激活全新的MAPK/ERK通路的neomorph突变;cSH2驱动突变细胞对MEK及其药物逃逸AKT抑制剂的联合用药更敏感,课题成果为携带这类突变的病人的治疗提供了靶向治疗的新方案。
国内基金
海外基金