细胞的掌舵者 | Nat Comm：磷酸化修饰组揭示乳腺癌细胞迁移和侵袭新机制

景杰学术 | 报道

肿瘤转移是乳腺癌患者死亡的主要原因之一，成功治疗转移性乳腺癌是目前实体肿瘤学的主要临床挑战。肿瘤转移包括肿瘤细胞从原发部位侵入周围组织、外渗到继发部位等，是极其复杂的过程。在乳腺癌亚型中，人表皮生长因子受体2 (HER2）阳性和三阴性乳腺癌（TNBC）具有侵袭性和易于转移的特点，与其他亚型相比，这两个亚型的患者复发率较高，生存率较低。若能更好地了解促进转移的分子机制，将有助于开发新的抗转移疗法，以改善对转移性乳腺癌的治疗效果。

近日，加拿大蒙特利尔临床研究所（IRCM）Jean-Francois Cote团队在国际著名期刊Nature Communications（IF=12.121）上发表题为AXL confers cell migration and invasion by hijacking a PEAK1-regulated focal adhesion protein network的文章。为深入探索酪氨酸激酶受体AXL对细胞转移信号通路的调控机制，研究人员通过ALX调控的乳腺癌细胞磷酸化蛋白组分析，揭示了AXL信号通路对粘着斑（FA）动态稳定的调控，阐述了长期以来备受关注的AXL转移活性机制，并确定了PEAK1是作为AXL阳性肿瘤的治疗靶点。

研究速读

1. TNBC模型中酪氨酸激酶受体AXL相关磷酸化组学分析

为了揭示AXL的信号调控机制，本研究采用SILAC定量蛋白质组学（质谱策略）的方法，比较了在重型或轻型同位素标记氨基酸中培养的Hs578T（样本策略）磷酸化蛋白质组差异，以识别对AXL刺激反应的信号蛋白。研究人员通过添加AXL的配体GAS6（5min、10min、20min三个作用时长作为实验组）以激活AXL。结合所有时间点的数据，共定量到5065种唯一肽段（共2059种蛋白），其中701种磷酸化蛋白表现出至少1.5倍的差异变化。

2. AXL信号通路调控网络分析

接下来，研究人员对磷酸化数据进行了KEGG通路和蛋白互作分析，发现一些尚未同AXL信号调控建立联系的通路，如黏着斑（FA）、RNA转运和Rap1信号转导。研究人员把关注点放在了参与FA动态调控的蛋白，因为它们被发现是最受AXL磷酸化调控的蛋白，并且可能是AXL促进细胞迁移、侵袭和转移作用机制研究的候选蛋白。后续的研究结果揭示，NEDD9（整合素信号下游的一种支架蛋白，与细胞的迁移和转移有关），作为AXL的一个底物蛋白，具有介导FA信号调控和细胞侵袭的作用。

3. 肿瘤细胞AXL信号机制图

最后，研究人员对肿瘤细胞中AXL信号调控机制做了梳理。在表皮生长因子（EGF）刺激下，表皮生长因子受体（EGFR）会诱导基质金属蛋白酶的表达，从而降低黏着连接。一旦细胞与细胞之间失去接触，GAS6或EGFR对AXL的激活就可动态稳定的调节细胞FAs。调节的主要机制为：（1）AXL直接磷酸化NEDD9，使其与PTK2（FAK）和CRKII形成复合物；（2）AXL磷酸化PEAK1，并招募PTK2 / NEDD9 / CRKII / PEAK1 / PRAG1到PXN阳性的FAs；（3）在PEAK1磷酸化后，CSK被招募到FAs的PEAK1 / PRAG1复合物中，诱导PXN的酪氨酸磷酸化。

总结

此前的研究对AXL信号参与的肿瘤侵袭机制缺乏很好的解释，本文通过磷酸化蛋白组学的深入分析，揭示了AXL信号通路对FA动态稳定的调控，阐述了长期以来备受关注的AXL转移活性机制，并确定了PEAK1作为AXL阳性肿瘤的治疗靶点。文章凸显出蛋白翻译后修饰在临床医学中的重要研究意义，而修饰蛋白组学则为蛋白质的翻译后修饰研究提供了保障。

参考文献：

Afnan Abu-Thuraia, et al., 2020. AXL confers cell migration and invasion by hijacking a PEAK1-regulated focal adhesion protein network. Nature Communications.

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