基礎研究

上皮細胞癌中的細胞極性蛋白質

2014至2019

探索對癌症認知和抵禦的新方法

張明傑博士
香港科技大學

概覽

超過八成的癌症起源於人體最常見的細胞種類——上皮細胞。上皮細胞位於皮膚或腔道表層,廣泛存在於肺、腎、肝臟、胃腸道和生殖系統等多種人體組織結構中。上皮細胞儘管形態多樣,但是都具有一個相同的特徵,即細胞極性。細胞極性是指細胞的兩端在大小,形狀或功能上有所不同,並賦予上皮組織特定的生物學功能,諸如消化食物,或過濾血液等。

在從正常上皮細胞轉化為癌細胞的過程中,常常伴隨著細胞極性的丟失。其中涉及的分子過程非常複雜,但由於其在各種不同癌症中發揮著必不可少的作用,理解這一過程至關重要。因此,為了更全面地瞭解細胞極性的分子機制、其與癌症的聯繫,以及細胞極性的維持是否以及如何能夠避免癌症的形成,AFCR資助知名細胞極性專家張明傑博士開展了相關研究。

研究方法

張博士的研究研究使用了先進的生化、分子生物學和結構成像技術。他和其團隊的目標是獲得高分辨率的圖像和其他極性基因相互作用的證據,從而瞭解蛋白質和其他分子如何維持正常細胞功能,而當引起癌症的突變發生時,它們的正常功能將喪失。

張博士的研究重點之一是闡明Hippo路徑(重要的細胞生長控制機制之一)中的蛋白質是如何在組織形成和構建中充當支架的。他對這些蛋白質的自主“WW結構域”及其各自目標之間特定相互作用的研究,有助於解釋那些對正常細胞和癌細胞生長舉足輕重的特定相互作用,還為可能影響癌症治療的相互作用提供了新的見解。

張博士及其同事還重點研究了Eph受體(最大的多細胞信號蛋白組織之一)對細胞生長、遷移和入侵的調節以及這些特性如何與極性相關聯。他們對Eph蛋白質結合領域的研究,即SAM,已經揭示在腫瘤細胞內發生了許多突變。精確定位影響Eph受體結合的位置可為未來的癌症治療指明方向。

此外,張博士的團隊還致力於更好地定義極化上皮細胞的關鍵支架蛋白家族的結構和功能。該蛋白質家族名為DLG MAGUK,也是腫瘤抑制基因。通過此項研究,研究團隊對細胞極性調節這一重要家族的行為機制有了更好的理解。

影響

上皮細胞極性失調是導致多種癌症產生的重要原因之一。成人腫瘤的形成和擴散與細胞極性的消失是密不可分的。因此,深入瞭解細胞如何建立和維持其極性的分子學機理是癌症研究的一個重要課題。張教授及其團隊的研究有望為多種癌症開發新型治療方法提供重要的科研基礎。