摘要
2020年，乳腺癌成为全球发生率和女性中死亡率最高的恶性肿瘤，在我国，乳腺癌患者数量逐年递增且呈年轻化趋势。由于乳腺癌患者在免疫表型和治疗反应上都存在较大差异，目前乳腺癌的治疗仍然面临巨大挑战。 乳腺癌患者经常发生PI3K/AKT/mTOR信号通路的异常活化，错误调控细胞的生长、增殖和存活。DEPTOR是mTOR的天然抑制剂，通过直接抑制mTOR激酶活性，调节细胞增殖和生存。ErbB2是一种典型的酪氨酸激酶受体，在浸润型乳腺癌细胞膜上经常过表达。然而，DEPTOR是否能调节ErbB2阳性乳腺癌细胞的增殖和生存还不清楚。虽然ErbB2作为细胞膜受体将胞外信号向胞内传递的作用已被广泛研究，但核ErbB2的功能在很大程度上仍不清楚。 本研究通过免疫组化检测乳腺癌组织中DEPTOR的蛋白水平，使用TCGA数据库分析DEPTOR的mRNA水平，并与乳腺癌患者的临床资料进行相关性分析。我们通过免疫荧光和亚细胞组分分离实验检测蛋白定位，通过免疫沉淀实验、免疫印迹实验、双荧光素酶报告实验、染色质免疫沉淀实验、ATPlite实验，克隆形成实验以及流式细胞术等生物化学技术探究在ErbB2阳性乳腺癌细胞中DEPTOR和ErbB2相互作用的分子机制。 本研究证明了在ErbB2阳性乳腺癌细胞中，DEPTOR转位到细胞膜上，通过其PDZ结构域和ErbB2的1026-1240区段氨基酸结合，这种结合作用破坏了ErbB2与介导其泛素化和降解的E3泛素连接酶β-TrCP之间的相互作用。敲低DEPTOR，缩短ErbB2的半衰期，破坏ErbB2的稳定性，抑制ErbB2/PI3K/AKT/mTOR通路的信号转导，通过诱导细胞凋亡而抑制细胞增殖和存活。异位表达人乳腺癌细胞中天然存在的持续活化的ErbB2突变体ErbB2-YVMA完全恢复了敲低DEPTOR对细胞增殖和存活的抑制。重要的是，DEPTOR在人乳腺癌组织中表达增加，且DEPTOR过表达与患者生存期缩短显著相关。此外，DEPTOR定位于乳腺癌组织的细胞膜上，而不定位于癌旁正常组织的细胞膜上，ErbB2阳性乳腺癌组织中膜定位DEPTOR的比例远高于ErbB2阴性乳腺癌组织，提示DEPTOR可能与ErbB2的致癌性有关。 同时，我们还发现ErbB2不仅仅定位于细胞膜上还定位于细胞核。活化的ErbB2能够进入细胞核，作为转录因子直接与DEPTOR启动子中保守的ErbB2结合序列结合，抑制DEPTOR转录。而且，ErbB2的激酶活性是其核转位和抑制DEPTOR转录所必需的。核ErbB2抑制DEPTOR表达，解除了DEPTOR对mTORC1的抑制作用，从而激活mTORC1抑制细胞自噬。 综上，本研究阐述了在ErbB2阳性乳腺癌细胞中DEPTOR定位于细胞膜，通过PDZ结构域结合并稳定ErbB2，激活PI3K/AKT/mTOR信号通路，促进细胞增殖和生存。同时，功能性ErbB2能够从细胞膜上转位至细胞核，作为转录因子抑制DEPTOR的转录，解除DEPTOR对ErbB2的稳定作用，避免PI3K/AKT/mTOR信号通路的过度激活，同时抑制细胞自噬。因此，我们的研究阐明了DEPTOR和ErbB2相互作用共同调控ErbB2阳性乳腺癌细胞增殖、存活和自噬的新机制。
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