神经嵴发育和相关儿童肿瘤的分子机制研究
王成栋1, 李天凤1,王慧1,赵晖1,2*
1. 香港中文大学生物医学院
2. 中国科学院昆明动物研究所与香港中文大学生物资源与疾病分子机理联合实验
神经嵴(neural crest)是发育过程中一种瞬时地、高度迁移地细胞群。这一细胞群可以分化成多种组织,包括颅面软骨,黑素细胞和周围神经系统。最早在原肠末期,通过多种信号通路的相互协调,神经嵴诱导于神经板和表皮外胚层交界处。其中中等强度的BMP信号通路是神经嵴形成的必要条件。在肿瘤发生过程中起重要作用的原癌基因ets1也参与神经嵴细胞的分层。我们使用非洲爪蛙研究了Ets1调节神经嵴发育的分子机制。过表达ets1引起BMP信号下调从而来抑制神经嵴形成。与之对应,ets1抑制了神经嵴形成所必需的BMP靶基因id3的表达。相反,过表达id3可以部分挽救由于ets1过表达诱导神经嵴抑制表型。我们进一步发现Ets1与id3启动子以及组蛋白脱乙酰酶1(HDAC1)结合。我们研究表明Ets1将HDAC1募集到id3的启动子上,从而诱导的id3启动子组蛋白去乙酰化。因此,我们的研究表明,Ets1通过表观遗传调控调节NC形成通过减弱BMP信号。我们进一步制备了ets1- / - 敲除热带爪蛙品系,并使用RNA-seq鉴定了ets1靶基因。对于这些基因的功能分析正在进行中。
神经母细胞瘤是神经嵴源性组织的儿科肿瘤。Anaplastic lymphoma kinase(ALK)异常活化可导致自发性和家族性神经母细胞瘤。我们使用蛋白质组学方法鉴定ALK相互作用蛋白,发现Bruton’s tyrosine kinase(BTK)可以与ALK相互作用,而免疫共沉淀实验证实着两种蛋白的相互结合。 BTK在神经母细胞瘤细胞系和肿瘤组织中表达。其高表达与神经母细胞瘤患者的无复发生存率相关。我们进一步证明了BTK增强神经母细胞瘤中的ALK介导的信号传导,并通过减少ALK泛素化而增加ALK稳定性。 ALKWT和ALKF1174L都能诱导BTK磷酸化,但ALKF1174L表现出具有更高的活性。此外,BTK抑制剂Ibrutinib可以有效抑制裸鼠中神经母细胞瘤的生长,ibrutinib和ALK抑制剂Crizotinib的组合进一步增强对肿瘤的抑制作用。我们的研究为使用Ibrutinib或与Crizotinib联合使用对ALK阳性神经母细胞瘤的临床试验提供了强有力的理论依据。
致谢:香港研资局CUHK413/12, CUHK24100414 and CUHK 14167017 to 赵晖
关键词:神经嵴,Ets1, BMP4,神经母细胞瘤,ALK,BTK
王成栋1, 李天凤1,王慧1,赵晖1,2*
1. 香港中文大学生物医学院
2. 中国科学院昆明动物研究所与香港中文大学生物资源与疾病分子机理联合实验
神经嵴(neural crest)是发育过程中一种瞬时地、高度迁移地细胞群。这一细胞群可以分化成多种组织,包括颅面软骨,黑素细胞和周围神经系统。最早在原肠末期,通过多种信号通路的相互协调,神经嵴诱导于神经板和表皮外胚层交界处。其中中等强度的BMP信号通路是神经嵴形成的必要条件。在肿瘤发生过程中起重要作用的原癌基因ets1也参与神经嵴细胞的分层。我们使用非洲爪蛙研究了Ets1调节神经嵴发育的分子机制。过表达ets1引起BMP信号下调从而来抑制神经嵴形成。与之对应,ets1抑制了神经嵴形成所必需的BMP靶基因id3的表达。相反,过表达id3可以部分挽救由于ets1过表达诱导神经嵴抑制表型。我们进一步发现Ets1与id3启动子以及组蛋白脱乙酰酶1(HDAC1)结合。我们研究表明Ets1将HDAC1募集到id3的启动子上,从而诱导的id3启动子组蛋白去乙酰化。因此,我们的研究表明,Ets1通过表观遗传调控调节NC形成通过减弱BMP信号。我们进一步制备了ets1- / - 敲除热带爪蛙品系,并使用RNA-seq鉴定了ets1靶基因。对于这些基因的功能分析正在进行中。
神经母细胞瘤是神经嵴源性组织的儿科肿瘤。Anaplastic lymphoma kinase(ALK)异常活化可导致自发性和家族性神经母细胞瘤。我们使用蛋白质组学方法鉴定ALK相互作用蛋白,发现Bruton’s tyrosine kinase(BTK)可以与ALK相互作用,而免疫共沉淀实验证实着两种蛋白的相互结合。 BTK在神经母细胞瘤细胞系和肿瘤组织中表达。其高表达与神经母细胞瘤患者的无复发生存率相关。我们进一步证明了BTK增强神经母细胞瘤中的ALK介导的信号传导,并通过减少ALK泛素化而增加ALK稳定性。 ALKWT和ALKF1174L都能诱导BTK磷酸化,但ALKF1174L表现出具有更高的活性。此外,BTK抑制剂Ibrutinib可以有效抑制裸鼠中神经母细胞瘤的生长,ibrutinib和ALK抑制剂Crizotinib的组合进一步增强对肿瘤的抑制作用。我们的研究为使用Ibrutinib或与Crizotinib联合使用对ALK阳性神经母细胞瘤的临床试验提供了强有力的理论依据。
致谢:香港研资局CUHK413/12, CUHK24100414 and CUHK 14167017 to 赵晖
关键词:神经嵴,Ets1, BMP4,神经母细胞瘤,ALK,BTK