专访李孟森：AFP与两条重要信号通路之间的故事

　　

生物通报道：来自北京大学，海南医学院的研究人员发现了肝癌细胞特异性标志物甲胎蛋白（AFP）具有抑制PTEN的生物学功能，导致肝癌细胞耐受全反式维甲酸诱导的凋亡，这是AFP新功能的发现，也是继去年这一研究组发现AFP能特异性与细胞内凋亡信号物质caspase-3结合之后的又一重要成果，这两项成果均发表在国际著名癌症杂志《International Journal of Cancer》封面上。

北京大学和海南医学院联合对AFP进行了长时间的研究，获得了许多重要成果，为了能更深入了解这一新的研究进展，生物通特采访了海南医学院分子生物学重点实验室主任李孟森博士，请教了一些读者感兴趣的问题。

生物通：去年贵研究组发现了甲胎蛋白（AFP）在caspase信号途径中的重要作用，今年又发现AFP具有抑制PTEN的生物学功能，caspase通路和PTEN通路都是重要的信号通路，这两项研究成果之间有什么相似之处与不同之处呢？

李主任：caspase信号途径是肿瘤坏死因子家族诱导细胞凋亡的重要信号通道，而且很多细胞因子和化学药物诱导细胞凋亡也要通过caspase-3的作用，所以经典细胞生物学理论认为caspase酶活性升高是启动细胞凋亡程序必不可少的环节。PTEN是一个抑制PI3K/AKT途径的磷酸酶，其通过抑制PI3K的活性，阻止生长信号的传递，所以PTEN被认为是一个重要的抑癌基因，近期研究发现PTEN不仅有抑制生长信号传递作用，是一个重要的促进凋亡的蛋白质，而且其也是基因完整的保护者。

我们的研究发现，AFP具有信息调节分子样作用，其不仅抑制凋亡信号的传递，而且也能促进生长信号的激活。所以我们研究的结果主要证明的是AFP具有与这些凋亡分子的相互作用，对抗凋亡的诱导。这两个研究结果的相似之处在于，AFP具有抗凋亡功能，不同之处在于AFP与caspase结合，抑制凋亡信号的传递，而AFP与PTEN结合则能激活生长信号的传递。

生物通：贵研究组连续获得AFP研究的重要成果，这并不容易，您能谈一下其中的关键是什么吗？

李主任：我们的研究方向是比较连贯的，一直坚持AFP生物学功能的研究，而且在研究过程中不断发现AFP的新功能。因为我们课题组认为，在肿瘤的诊断标记物中，只有AFP是比较明确的高特异性物质，传统的医学理论认为，AFP的表达是肝癌发生的伴随物质，但是我们认为在细胞体内不会消耗大量的氨基酸和能量来合成一种没有生物学功能的蛋白质，这不符合生物体内高效利用物质的法则。所以，AFP的合成在肝癌的发生过程会有其不为人知的生物学功能存在，我们课题组经过长时间的研究观察，发现AFP具有信息分子样作用，是对AFP新功能的认识，这是成果研究的关键所在。
 
生物通：每个研究组的研究方法都有自己的特色，您能谈一下贵研究组的主要技术方法吗？

李主任：我们研究方向的特色在于，不断深入探索AFP隐藏的生物学功能。在技术研究上，我们主要综合利用RNA干扰技术和荧光标记技术，分析AFP与信息物质的结合的可能性，并进一步探索AFP对这些信息物质功能的影响，在研究过程中，课题组充分利用激光共聚焦显微镜技术，用FITC和TRITC标记不同的目标蛋白，利用这些荧光分子发光的能量，通过荧光共振能量转移技术（FRET）分析蛋白质之间的分子距离，推测它们之间相互作用的可能性，这是研究技术的关键所在。

生物通：这项研究对于肝癌的生物治疗意义重大，那么应用到临床上是否还需要进一步的实验研究，贵研究组下一步的计划有哪些？

李主任：的确发现AFP具有促进癌细胞生长和抗凋亡诱导作用将对肝癌的生物治疗带来新的希望，因为AFP是肝癌特异性标记物。我们现在正和临床结合，观察肝炎病人AFP基因表观遗传修饰的改变对肝癌发生的预警作用，而且我们已经采用RNA干扰技术，先干扰AFP的表达，然后把肝癌细胞移植到免疫缺陷小鼠里，再用抗肿瘤药物，如TRAIL和丝裂霉素的作用，在动物体内观察抑制AFP表达是否能增加癌细胞对药物的敏感性。我们研究组的下一步研究是开展AFP表观遗传的改变对肝癌发生的预警机制，这些研究对肝癌的早诊早治有重要的临床意义。

编者后记：
对于AFP的研究其实由来已久，要在这一领域获得重要的突出成果并不容易，在与李孟森老师的一问一答中，李老师专业执着的态度让人印象深刻，相信这也是这一研究组接连获得系列成果的原因之一。

（李孟森老师）

原文摘要：

Alpha-fetoprotein: A new member of intracellular signal molecules in regulation of the PI3K/AKT signaling in human hepatoma cell lines

Despite its well-defined role as a serum growth factor during fetal liver development and hepatic oncogenesis, the biological significance of cytoplasmic alpha-fetoprotein (AFP) remains incompletely understood. Here, we provide evidence to illustrate that cytoplasmic AFP may function as a regulator in the phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K)/AKT pathway in human hepatocellular carcinoma cells. The results demonstrated colocalization and interaction of AFP and phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome 10 (PTEN) in the cytoplasm of AFP-producing Bel 7402 and HepG2 cells, with an interaction distance of 12.6 ± 2.7 Å as determined with the fluorescence resonance energy transfer technique. Knockdown of AFP mRNA or inhibition of AFP expression by all trans-retinoic acid resulted in enhancement of the PTEN level with a synchronous decrease in phosphorylated AKT. Transfection of the afp gene into HLE cells (originally AFP negative) led to a significant activation of AKT signaling. The inhibition of PI3K signaling by LY 294002 was simultaneously reversed by transfection, accompanied by diminution of all trans-retinoic acid-induced upregulation of PTEN and enhancement of cell growth. In conclusion, these results demonstrate that cytoplasmic AFP is involved in regulation of hepatocellular growth and tumorigenesis.

作者简介:

李孟森，北京大学理学博士，研究员。海南医学院分子生物学重点实验室主任，2010年当选为海南省有突出贡献优秀专家，并进入海南省“515人才工程”第一层次人才。1988.9-1993.7在北京医科大学（现为北京大学医学部）基础医学系读书，获得医学学士学位，1997.8-2000.7北京大学基础医学院生物化学与分子生物学系硕士研究生，获得理学硕士学位，2003.12-2005.7在海南医学院生物化学教研室工作，2003年12月晋升副教授/副研究员；2005.8-2008.7北京大学基础医学院生物化学与分子生物学系博士研究生，获得北京大学理学博士学位；2008.12-现在 在海南医学院分子生物学重点实验室工作，任实验室主任，2009年12月晋升研究员，以第一完成人身份分别于2009年和2002年获得海南省科技进步一等奖和二等奖。

发表与AFP生物学功能相关的论文
[1] Li M, Li H, Li C, et al. Alpha-fetoprotein, a new member of intracellular signal molecules in regulation of the PTEN/AKT signaling in human hepatoma cells lines. International Journal of Cancer, 2011; 128(3): 524-532.
[2] Li M, Li H, Li C, et al. Alpha fetoprotein is a novel protein-binding partner for caspase-3 and blocks the apoptotic signaling pathway in human hepatoma cells. International Journal of Cancer, 2009; 124(12): 2845-2854.
[3] Li M, Li H, Li C, et al. Cytoplasmic alpha-fetoprotein functions as a co-repressor in RA-RAR signaling to promote the growth of human hepatoma Bel7402 cells. Cancer Letters, 2009; 285(2): 190-199.
[4] Li MS, Zhou S, Liu X, et al. Alpha fetoprotein shields hepatocellular carcinoma cells from apoptosis induced by tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand. Cancer Letters, 2007; 249(2): 227-234.
[5] Li MS, Liu X, Zhou S, et al. Effects of alpha fetoprotein on escape of Bel 7402 cells from attack of lymphocytes. BMC Cancer, 2005; 5: 96.
[6] Li MS, Li PF, Yang FY, et al. Molecular mechanism of alpha-fetoprotein on the growth of NIH3T3 cells. Cell Research, 2002; 12(2): 151-156.
[7] Li MS, Li PF, He SP, et al. Promoting molecular mechanism of alpha-fetoprotein on the growth of human hepatoma Bel7402 line cells. World Journal Gastroenterology, 2002; 8(3): 467-472.