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E-钙粘蛋白作为含有高甘露糖型N-糖链的细胞粘附分子,介导着细胞间的嗜同性粘附。而其下游分子β-连环蛋白,不仅参与E-钙粘蛋白介导的粘附,还起着调节某些肿瘤相关基因的转录活性的作用。近些年来,已有一些关于糖基化修饰影响E-钙粘蛋白功能的报道。而由α-1,6岩藻糖基转移酶(Fut8,corefucosyltransferase)催化的核心岩藻糖基化修饰,同样对E-钙粘蛋白的功能起到了一定的修饰作用。但核心岩藻糖基化修饰E一钙粘蛋白,是否对其下游分子β-连环蛋白的表达、分布有一定的影响,目前还没有相关的报道。对于这部分内容的深入探讨,能够进一步阐明核心岩藻糖基化E一钙粘蛋白在肿瘤发生发展过程的作用。
在本论文研究中,我们首先观察了在表达不同水平核心岩藻糖基化E一钙粘蛋白的细胞中β-连环蛋白的胞内分布以及表达水平。我们采用的研究对象是人巨细胞性肺癌细胞株95C和95D,这对细胞来源于同一病人,但具有不同的转移潜能。本实验室的前期研究发现,在这对细胞中,核心岩藻糖基化E-钙粘蛋白的表达水平,95C明显低于95D,其中95C几乎检测不到此种糖基化修饰E-钙粘蛋白结构的存在。采用Westernblot技术检测β-连环蛋白在总蛋白、胞浆以及胞核蛋白中的表达水平,发现在总蛋白水平上,95C的β-连环蛋白表达量低于95D,胞浆水平上两细胞株之间并不存在很大的差异,而核内的表达量上,95C反而稍高于95D。为了进一步观察核心岩藻糖基化E一钙粘蛋白与β-连环蛋白的胞内分布的相关性,我们采用在95C细胞株中过表达以及在95D细胞株中干扰核心岩藻糖基转移酶表达的方法,检测相应的β-连环蛋白的胞内分布。结果显示,过表达核心岩藻糖基转移酶的95C细胞中,出现了明显的核心岩藻糖基化的E-钙粘蛋白表达,核内β-连环蛋白的表达水平低于相应的对照组,而干扰了核心岩藻糖基转移酶表达的95D细胞中,核内的β-连环蛋白表达水平高于相应的对照组,而在总蛋白以及胞浆蛋白水平上,β-连环蛋白的量没有明显变化。接下来,我们采用人乳腺癌细胞株MDA-MB-231,MDA-MB-468以及MCF-7进一步验证核心岩藻糖基化E-钙粘蛋白与核内β-连环蛋白表达量之间的相互关系。在E-钙粘蛋白阴性的MDA-MB-231细胞株中,升高或降低其核心岩藻糖基转移酶水平并不改变核内的β-连环蛋白的表达。而在较高表达核心岩藻糖基化E-钙粘蛋白的MDA-MB-468以及MCF-7细胞株中,通过RNA干扰降低核心岩藻糖基转移酶水平,进而降低核心岩藻糖基化E-钙粘蛋白水平,能够显著提高核内β-连环蛋白的表达量。
目前的研究发现,核内的β-连环蛋白能够与Tcf/Lef形成异二聚体,并激活下游目的基因。因此我们利用荧光素酶报道基因实验,以TOPflash/FOPflash来衡量β-连环蛋白/Tcf的转录活性,检测β-连环蛋白在细胞核内作为转录因子的活性。同时,通过Westernblot的方法检测受β-连环蛋白调控转录的下游靶基因:c-myc和cyclinD1在蛋白质水平的表达。结果显示,随着核内β-连环蛋白水平的变化,β-连环蛋白/Tcf的转录活性以及下游靶基因的表达水平呈现相同的变化趋势。
为了探讨核心岩藻糖基化E-钙粘蛋白导致β-连环蛋白核内表达水平变化的可能机制,我们检测了β-连环蛋白的酪氨酸磷酸化水平。通过免疫共沉淀以及Westernblot的方法,我们发现,在过表达核心岩藻糖基化E-钙粘蛋白的95C转染细胞株中,β-连环蛋白总体酪氨酸磷酸化以及654位点的酪氨酸磷酸化水平均呈现低水平,而在低表达核心岩藻糖基化E-钙粘蛋白的95D转染细胞株中,酪氨酸磷酸化的水平均较高。以往文献已经证明,酪氨酸磷酸化水平越高,其与E-钙粘蛋白的结合力越弱,同时654位点的酪氨酸磷酸化水平增高,不仅能够显著降低β-连环蛋白与E-钙粘蛋白的亲和力,而且能够增强β-连环蛋白与启动子区域TATA结合的能力,因此本实验中观察到的β-连环蛋白酪氨酸磷酸化水平的变化一定程度上能够解释β-连环蛋白核内表达水平的变化。
综上所述,核心岩藻糖基化E-钙粘蛋白能够通过降低β-连环蛋白的酪氨酸磷酸化以及654位点的酪氨酸磷酸化水平,使得β-连环蛋白在核内聚集,进一步加强下游靶基因的转录,在肿瘤发生发展过程中起到一定的作用。