客观日本

日本发现肝癌细胞异常分泌的蛋白质“PKCδ”,有助于查清肝癌病理,实现早期诊断及开发治疗药物

2021年01月06日 生物医药

本文根据东京慈惠会医科大学成果发布编译整理而成

东京慈惠会医科大学生物化学讲座的山田幸司助教和吉田清嗣教授组成的研究团队,通过与该校内科学讲座消化系统和肝脏内科的及川恒一讲师等人开展联合研究发现,以前被认为仅存在于细胞内的“蛋白激酶C Delta”(PKCδ)在肝癌中特异性地分泌到了细胞外等,全球首次确认PKCδ是与肝癌病理有关的重要分泌蛋白。

肝癌的复发率非常高,是全球第二大、日本第五大致死癌症,但目前尚不十分清楚肝癌的病理机制,还没确立有效的诊断和治疗方法。

此次的研究成果有助于实现肝癌的新诊断和治疗方法,包括查清肝癌的病理机制、通过血液检测早期确诊,以及开发治疗药物等。

研究团队利用癌细胞系的培养上清(细胞外成分),全面探索了异常分泌的细胞内蛋白质。由此,在肝癌细胞系的培养上清中大量检测出了之前存在于细胞质和细胞核等的蛋白质。

其中还全球首次发现,以前只了解其细胞内功能的磷酸化酶PKCδ在多种肝癌细胞系的培养上清中被高频率检测出。这种细胞外的PKCδ在正常肝细胞和其他癌细胞系的培养上清中几乎没有检测到。

接下来,研究团队利用人体血液样本测量了血液中的PKCδ值,发现肝癌患者的值明显高于健康人群和有慢性肝炎及肝硬化等癌前症状的患者(图1)。

这些结果表明,PKCδ的异常分泌在肝癌中的特异性非常高。

另外还发现,测量血液中的PKCδ在鉴别肝癌方面也具有优势。在数例用目前临床检查中使用的肝癌标志物(AFP和PIVKA-II)检测时判断为癌症阴性,但通过图像诊断等确诊为肝癌的血液样本中,测量血液中的PKCδ值发现明显表现出高值。虽然今后还需要增加病例数量进行验证,但这个结果表明,与目前使用的标志物相比,血液中的PKCδ作为肝癌的生物标志物可能特异性更高、更有用。

title

图1:肝病的血中PKCδ浓度测量
利用酶联免疫吸附试验(ELISA)测量人体血清中的PKCδ浓度发现,肝癌患者的PKCδ值明显更高。而慢性肝炎和肝硬化患者以及健康人群未发现显著差异。

另外,研究团队还对PKCδ分泌进行了表征。

首先,利用调查细胞损伤程度的检测标志物——乳酸脱氢酶(LDH)进行分析发现,PKCδ的细胞外分泌源自活细胞,分泌到细胞外的时间与LDH的细胞外渗漏明显不同。

接下来,为调查PKCδ的细胞外分泌与肝癌病理之间的关系,分析了细胞外PKCδ的功能。由此发现,分泌的PKCδ会与肝癌细胞中表达的细胞表面蛋白——磷脂酰肌醇蛋白聚糖3结合,激活参与细胞增殖的信号转导系统(图2)。

title

图2:肝癌细胞中发生的PKCδ异常分泌
普通的分泌蛋白根据合成时形成的分泌信号进入内质网后,分泌到细胞外(【普通分泌】)。而此次发现,PKCδ没有分泌信号,但仍会分泌到细胞外(【异常分泌】)。异常分泌的PKCδ与细胞表面的磷脂酰肌醇蛋白聚糖3(GPC3)结合后,会激活细胞增殖信号(胰岛素样受体(IGF1R)、STAT3、ERK1/2),从而增强致瘤性。利用PKCδ单克隆抗体进行处理可以抑制这种增殖促进效果。

另外,研究团队还利用PKCδ的单克隆抗体中和了细胞外的PKCδ功能,发现能明显抑制肝癌的致瘤性(图3)。

这些结果不仅表明PKCδ的分泌与肝肿瘤的增大密切相关,还表明其有望成为抗体疗法的靶点。

title

图3:分泌的PKCδ促进肿瘤形成
将肝癌细胞系移植到小鼠皮下,向形成的肿瘤内注入抗体。与对照组相比,抗PKCδ单克隆抗体群组的肿瘤尺寸明显更小。

论文信息
题目:Unconventional secretion of PKCδ exerts tumorigenic function viastimulation of ERK1/2 signaling in liver cancer
期刊:Cancer Research
DOI:10.1158/0008-5472.CAN-20-2009

日语发布资料
编译:JST客观日本编辑部

专题网页