肿瘤细胞迁移中的信号通路

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,肿瘤细胞迁移过程中,肌动蛋白的调控与变化,1,.,细胞迁移是恶性肿瘤侵袭和转移中的关键步骤之一。,细胞前端伸出板状伪足,形成新的细胞黏着,细胞尾端黏着解离,细胞体收缩,2,.,细胞定向运动需要细胞骨架的参与，尤其是由肌动蛋白组成的微丝骨架。,3,.,肌动蛋白是运动细胞伪足中最主要的结构组分。,利用抑制微丝聚合的特异性药物细胞松弛素,D(Cytochalasin,D),处理细胞后可抑制细胞的定向运动。,4,.,细胞在迁移过程中主要受到,Rho,GTPases,的调节，发生肌动蛋白骨架重组，获得定向迁移的能力。,F-,actin,的形成,肌动蛋白活化,Mg,2+,Activation,成核,Nucleation,延伸,Elongation,稳态,Steady state,Ca,2+,Arp2/3,、,formin,、,spire,等成核蛋白,G-,actin,G-,actin,G-,actin,G-,actin,G-,actin,G-,actin,G-,actin,F-,actin,胞质中单体球状肌动蛋白（,G-,actin,）在生理状态下可以装配成具有分子极性的丝状肌动蛋白（,F-,actin,）。肌动蛋白的生化特性和单体肌动蛋白的极性是大多数细胞运动的基础,。,微丝装配过程中的踏车行为,Profilin,解聚因子（,ADF,）和加帽蛋白（,CP,）分别独立地调节肌动蛋白的动态变化，从而实现对微丝骨架滚动式循环即踏车行为的精密调控。,微丝骨架滚动式循环的调节因子,-,ADF/,cofilin,解聚因子,（,actin,disassembly factor, ADF,），,即切丝蛋白（,cofilin,），,活化的,ADF,可以加速微丝负端的单体解离。,ADF,Slingshot,磷酸酶,P,LIM,蛋白激酶,P,Rac,微丝负端单体解离,促进微丝骨架滚动循环,限速步骤,Profilin,ADP,P,P,ATP,P,P,P,G-,actin,G-,actin,加帽蛋白,（,capping protein, CP,）,终止微丝正端持续伸长从而抑制微丝的长度，保证有效地产生推动细胞膜延展所需要的力（与长微丝相比，短的微丝更刚硬）。,及时封闭无效微丝的生长正端，使游离的,ATP-,肌动蛋白供应有限的正端生长，从而保证运动方向的微丝有效而快速地生长。,微丝骨架滚动式循环的调节因子,-,CP/,Gelsolin,、,DNase,I,等,微丝骨架滚动式循环的调节因子,-,Arp2/3 complex,Arp2/3,复合物,:,存在于细胞膜的波动边缘，由于它与,actin,在结构上的同源性，能促使,actin,成核，制造,F-,actin,的分支点。,Arp2/3,复合物的上游活化因子是,Wiskott,-Aldrich Syndrome Proteins (WASP),家族成员，小,G,蛋白、,PIP,2,、,Cdc42,可以结合到,WASP,上，解除其自身抑制而将其活化。,Arp2/3,小,G,蛋白等,WASP,？,成纤维细胞中检测不到,Arp2/3,复合体,formin,小,G,蛋白等,FH1,FH2,Profilin,微丝骨架滚动式循环的调节因子,-,Myosin,Myosin,是一种,ATP,水解酶，将,ATP,上的化学能转换成机械能，产生运动所需要的能量。,Myosin ,Ser19,调节轻链（,MLC,）,P,myosin light chain,kinase,(MLCK),myosin light chain,phosphatase,(MLCP),P,Rho associated,kinase,(ROCK),myosin,的磷酸化过强或过弱都会影响细胞体的收缩过程，而进一步影响细胞的迁移能力。,细胞迁移中调控微丝骨架滚动式循环的信号转导通路,-,Rho,GTPases,Rho,GTPases,是,Rho,超家族中的一类小分子的,GTP,水解酶，其中对,RhoA,、,Rac1,和,Cdc42,的功能研究最多。,Rho,GTPases,与,GTP,结合被激活。,Rho,GTPases,通过控制细胞骨架蛋白的组装和调节粘着斑的重排，在细胞的极化和迁移过程中起到了中心枢纽的作用。,Cdc42,Rac,WASP,WAVE,Arp2/3,PAK,LIMK,myosin,MLCP,ROCK,Rho,3-ser,cofilin,Profilin,LIMK,formin,RLC,P,P,P,P,P,P,P,Cdc42,：,主要参与细胞极性的建立；,Rac1,：,促进板状和丝状伪足形成；,RhoA,：,促进应力纤维和黏着斑形成；激活,myosin,，促使细胞尾部的收缩。,细胞迁移中调控微丝骨架滚动式循环的信号转导通路,-,MAPKs,MAPKs,（,mitogen,-activated protein,kinases,）家族包括,JNK,（,Jun N-terminus,kinase,）、,p38,和,ERK,（,extracellular signal-regulated,kinase,），在结构上的共同点是在激酶区包含,Thr-x-Tyr,序列。,MAPKs,是细胞迁移过程所必需的。,JNK,上调细胞骨架调节蛋白，如,profilin,的表达和激活,spir,（,WASP,家族的成员）,磷酸化桩蛋白,paxillin,（,ser178,），引起细胞尾部黏着斑的解聚,Ras,c-Raf1,MEK1/2,paxillin,FAK,ERK1/2,MLCK,P,Myosin ,Ser19,P,m-calpain,促进微丝的收缩,促进黏着斑的解离，促进细胞粘附,影响细胞粘附,P,integrin,调节黏着斑与细胞基质的粘附,参与了生长因子和细胞因子介导的细胞迁移，但其作用机制尚不十分清楚。,p38,细胞迁移中调控微丝骨架滚动式循环的信号转导通路,-,FAK,F,ocal adhesion,kinase,（,FAK,）,:,黏着斑激酶是一种非受体酪氨酸蛋白激酶，通过其激酶活性和“脚手架”的功能在细胞迁移的各个过程中发挥关键作用。大部分的,FAK,存在于粘着斑中，少部分的,FAK,存在于细胞质中。,FERM,同源结构域，可以同其他蛋白酪氨酸激酶以及细胞骨架相关蛋白相互作用,.,两个脯氨酸富集区，能和含有,SH3,结构的蛋白结质合，使,FAK,参与调节细胞骨架运动。,黏着斑靶向,(focal,adhesiontargeting,，,FAT),序列，可作为踝蛋白及桩蛋白的结合位点，增强,RhoA,的活性。,激酶区的,6,个磷酸化位点是,FAK,发挥信号转导功能的关键部位，其中,Tyr397,是其主要的自磷酸化位点,细胞迁移中调控微丝骨架滚动式循环的信号转导通路,-,FAK,整合素,黏着斑形成,FAK,构象改变,Tyr397,自身磷酸化,Src,family,PTEN,FAK6,个磷酸化位点,全部被磷酸化,Grab2/SOS,Ras,c-Raf1,MEK1/2,ERK1/2,小,G,蛋白,CAS,P,Crk,p85,第,lO,号染色体缺失性磷酸酶张力蛋白同源性基因,(,phosphatase,and,tensin,homology deleted on chromosome Ten,，,PTEN),。,PIP,2,/PIP,3,WASP,Graf,FAK,相关,GTP,酶调节因子,(,GTPase,regulator associated with FAK),Rho,GTPase,ROCK,Thats all. Thank you for your attention!,