EP3受体的信号转导及其对肿瘤细胞侵袭影响机制的研究

发布时间：2017-08-06 22:08

  本文关键词：EP3受体的信号转导及其对肿瘤细胞侵袭影响机制的研究

  更多相关文章： 前列腺素受体EP3 明胶酶谱 钙离子 结合位点 肿瘤细胞侵袭

【摘要】：前列腺素类化合物(Prostaglandin)为花生四烯酸(AA)经环氧合酶(COX)催化的代谢产物,具有调节体内微环境平衡的激素样生物活性。而前列腺素E2(Prostaglandin E2,PGE2)是其中生物活性最多样化的一种,在炎症和疼痛反应,以及骨质代谢等过程中等发挥着多样化的调节作用。前列腺素E2有四种受体亚型,分别为EP1、EP2、EP3和EP4,都属于G蛋白偶联受体(G-protein coupled receptor,GPCR)。不同前列腺素E2受体(Prostaglandin E2 receptor,EP)在人体内分布不同,生理功能也有所不同。其中EP3是前列腺素E2受体最为特殊的一种,因其C末端可通过RNA可变剪切成多种小亚型,而各个小亚型的G蛋白偶联特性及信号转导途径也有着某些方面的精细差别。对于EP3受体的信号转导途径的探究显得尤为重要。在本论文中,我们从配体结合位点,直接的第二信使信号传导,以及更下游的对其他蛋白质表达和活性的影响等几个方面,研究了EP3受体的性质。由于信号转导首先基于EP3受体与PGE2结合,于是本论文首先开展了对EP3与PGE2结合位点的研究。我们利用同源建模的方法得到了EP3受体保守域(EPtr359)的结构模型,分析此模型发现:在跨膜螺旋中间存在约一个约300 A3空洞。通过PGE2与上述结构模型进行分子对接,我们发现两个可能参与配体结合的两个氨基酸残基,分别为Met137和Lys323。随后,通过对Met137和Lys323突变体的配体竞争性结合(3H-PGE2、PGE2),证实预测的两个氨基酸残基确实参与了PGE2与EP3结合,这证明了我们所找到的EP3配体几何位点是可靠的。其次,本论文初步探究了EP3不同小亚型的异源二聚化作用及其对受体直接下游第二信使信号传导的影响。我们在HEK293细胞中共转染融合不同荧光蛋白(YFP/CFP)的不同EP3小亚型,利用荧光共振能量转移法(Fluorescence resonance energy transfer,FRET)观察了不同EP3小亚型之间发生的异源二聚化作用的强度。并进一步通过Fluo 4钙离子探针法,通过LS-55荧光分光光度计实时检测加入PGE2后钙离子浓度变化。我们的结果初步显示,不同EP3小亚型形成的二聚体,与单独一种小亚型相比,其信号传导性质发生了显著变化。另外,本论文探究了EP3的存在是否影响肿瘤细胞转移以及作用途径。据报道在肿瘤组织中PGE2含量要显著高于正常组织,研究者据此试图进一步探索,PGE2对肿瘤相关的发生发展和转移等一系列病理现象的发生,是通过其哪种受体所介导的途径完成的。而在目前的报道中,不同的EP受体对于肿瘤发展有着看似相矛盾的作用。我们在本论文中,基于有文献报道的PGE2通过激活EP3受体增加MMP9的表达和活性,从而促进肿瘤转移的理论,进行了一系列进一步的研究探索。我们瞬时转染EP3于肿瘤细胞,发现肿瘤细胞的转移能力能够受到影响。我们进一步利用明胶酶谱和荧光定量PCR(Realtime qPCR)的方法研究EP3受体对于MMPs(Matrix metalloproteinases)酶活力的影响,以及对MMP-9、MMP-2、ERK 1/2(Extracellular signal regulated protein kinase)、PKC(Protein kinase C)表达情况的影响。我们发现EP3受体通过Ca2+—ERK1/2途径调节MMP-9和MMP-2表达以及酶活力水平,影响肿瘤细胞分解胞外基质能力,继而影响其转移能力。并且,我们发现EP3所介导的这种作用因不同的肿瘤组织类型和细胞类型而有所差异,这些研究也为将来更精准的治疗手段的发展,提供了一定基础。
【关键词】：前列腺素受体EP3 明胶酶谱 钙离子 结合位点 肿瘤细胞侵袭
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R730.2
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 前言10-25
• 1.1 前列腺素及其受体简介10-14
• 1.1.1 前列腺素概述10-11
• 1.1.2 前列腺素E_2简介11
• 1.1.3 前列腺素E_2受体11-14
• 1.2 前列腺素受体的配体结合位点介绍14-16
• 1.2.1 GPCR配体结合位点14-15
• 1.2.2 前列腺素受体EP3配体结合位点研究现状15-16
• 1.3 信号转导相关背景16-20
• 1.3.1 G蛋白与GPCR信号转导概述16-17
• 1.3.2 前列腺素E_2受体信号转导17-19
• 1.3.3 前列腺素受体的异源二聚现象19-20
• 1.4 前列腺素受体EP3与肿瘤20-22
• 1.4.1 肿瘤的发生和转移相关背景简介20-21
• 1.4.2 EP3与肿瘤发生及转移21-22
• 1.5 论文设计与实验方案22-25
• 1.5.1 论文目的22
• 1.5.2 论文设计方案22-25
• 第二章 实验材料和方法25-38
• 2.1 材料与试剂25-29
• 2.2 实验方法29-38
• 第三章 实验结果38-62
• 3.1 前列腺素受体EP3的信号转导研究38-50
• 3.1.1 EP3的配体结合位点研究38-43
• 3.1.2 EP3受体小亚型间的异源二聚化现象及其对下游信号转导的影响43-50
• 3.2 前列腺素受体EP3对肿瘤细胞侵袭的作用机制研究50-62
• 3.2.1 EP3在肿瘤细胞的过表达50-51
• 3.2.2 EP3对不同肿瘤细胞中相关基因表达的影响51-52
• 3.2.3 EP3对MMPs酶活力的影响52-53
• 3.2.4 EP3对肿瘤细胞转移和侵袭能力的影响53-58
• 3.2.5 EP3受体对肿瘤细胞的作用途径58-62
• 第四章 讨论62-65
• 结论65-66
• 参考文献66-74
• 作者简介74-75
• 致谢75

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本文编号：631633