转化生长因子-β（Transforming Growth Factor beta,TGF-β）是一类具有多种调控功能的信号分子,在个体的不同细胞与组织中,调控细胞增殖、分化与凋亡。TGF-β信号通路的正常转导,能够在早期癌症中抑制肿瘤细胞增殖、诱导肿瘤细胞凋亡,发挥抗癌作用;相对地,TGF-β信号通路的异常调控,则是很多癌症发生发展的背后重要病理原因。随着研究的深入,人们发现,相对于TGF-β受体激酶、下游基因发生的缺失与突变,TGF-β信号通路细胞内的效应因子Smads蛋白的缺失与突变相对较少,尤其是Smad4,唯一的co-Smad。2019年,Zhang等人的研究报道提出了一种全新的调控机制,即间变性淋巴瘤激酶（Anaplastic lymphoma kinase,ALK）通过磷酸化Smad4蛋白的第95位酪氨酸,破坏了Smad4的DNA结合能力,使细胞内TGF-β信号通路无法转导,失去抗癌功能~1。这种对Smad4翻译后修饰进而调控TGF-β信号通路的全新机制,为肿瘤发病机制的研究提供了全新的思路。磷酸化和去磷酸化是细胞中广泛存在的一种生命活动,这一可逆动态过程是很多级联反应、调控功能的生物学基础。因此,在细胞中筛选并鉴定出酪氨酸磷酸酶能够去磷酸化Smad4,从而重建细胞内TGF-β信号通路,具有重要的临床意义。在实验室之前的研究工作中,我们建立了酪氨酸磷酸酶质粒库并进行了筛选,发现PTPN2可能是潜在的Smad4磷酸酶。在本研究工作中,我们围绕ALK阳性细胞中酪氨酸磷酸酶PTPN2对TGF-β信号通路的调控作用展开深入研究。我们的实验表明,Smad4是酪氨酸磷酸酶PTPN2的全新底物,PTPN2能够去磷酸化Smad4的第95位酪氨酸。我们在HEK293T中进行了瞬转表达和免疫共沉淀实验;在SUDHL-1细胞中,我们检测了PTPN2与Smad4的内源性相互作用;此外,我们还开展了Smad4与PTPN2体外直接相互作用的实验。相互作用的一系列实验指出,Smad4与PTPN2之间存在相互作用,并且Smad4的磷酸化与模拟磷酸化都能增强这一相互作用。同时,DNA沉降实验和染色质免疫共沉淀实验表明,通过去磷酸化Smad4,PTPN2恢复了Smad4的DNA结合能力。我们进一步探索了PTPN2在ALK阳性的肿瘤细胞系中的功能,数据表明,酪氨酸磷酸酶PTPN2的激活和过表达都能够恢复细胞中被ALK抑制的TGF-β信号通路响应。通过促进TGF-β介导的细胞凋亡、恢复TGF-β诱导的细胞增殖阻滞,PTPN2重建了TGF-β信号通路在ALK阳性细胞中的抑癌功能。综上所述,本研究发现PTPN2通过去磷酸化Smad4调控了TGF-β信号通路,并恢复了肿瘤细胞系中TGF-β信号通路的抑癌作用。这一研究结果进一步揭示了TGF-β信号通路的翻译后修饰调控,也为TGF-β信号通路的临床应用带来新的启示。