生物物理所Oncogene揭示肿瘤细胞运动新机制

　　

生物通报道：来自中科院生物物理研究所，中科院-东京大学结构病毒学和免疫学联合实验室的研究人员发现了细胞粘附分子CD146促进肿瘤细胞运动的分子机制。这为临床上过度表达CD146的黑色素瘤高转移性提供了新的分子机制，也为靶向CD146治疗肿瘤提供了新的理论基础。这一研究成果公布在Oncogene杂志上。

领导这一研究的是阎锡蕴研究员，其早年毕业于河南医科大学，1997年入选“****”，主要研究领域包括肿瘤新靶点及新功能抗体，纳米免疫磁珠检测新方法，以及抗体库及病毒中和抗体。曾在国际上首次报道肿瘤血管新靶分子CD146的功能，研究结果作为封面论文在《Blood》上发表。

CD146是一种重要的细胞因子，一般被称为黑色素瘤细胞粘附分子，阎锡蕴研究组的主要研究方向之一就是揭示CD146参与的细胞信号传导途径，阐明其介导内皮细胞迁移、血管生成和肿瘤转移过程的作用机制。他们曾利用FRET等手段在单个活细胞水平上研究了CD146分子的二聚化现象。

在最新这篇文章中，研究人员发现CD146通过直接结合ezrin–radixin–moesin (ERM)接头蛋白与细胞骨架相连来促进细胞伪足的伸长和细胞运动。有趣的是，CD146-ERM复合物可以结合小G蛋白的抑制分子Rho-GDI从而激活RhoA，而Rho-PI4P5K通路的激活又进一步增强了CD146与ERM的结合参与肿瘤细胞的迁移。

这阐明了细胞粘附分子CD146促进肿瘤细胞运动的分子机制，为临床上过度表达CD146的黑色素瘤高转移性提供了新的分子机制，也为靶向CD146治疗肿瘤提供了新的理论基础。

除了这一研究方向，阎锡蕴研究组还在纳米免疫磁珠检测方面获得过重要的成果，比如他们就曾发现氧化铁纳米颗粒具有类似过氧化物酶的催化活性。

在纳米医学研究中，氧化铁纳米颗粒作为一种理想材料，可用于疾病诊断、控制药物释放和体内分子成像。氧化铁纳米颗粒通常用于分离和纯化蛋白质、DNA、病毒和细胞。研究人员从不同纳米材料研究机构取样，并对不同大小尺寸的氧化铁纳米颗粒材料分别进行研究，结果发现氧化铁纳米颗粒具有类似过氧化物酶的催化活性，这一发现不仅为惰性金属材料在纳米尺度具有催化活性的学说提供了新的论据，而且拓展了磁性纳米颗粒的应用。

（生物通：万纹）

原文摘要：

Recognition of CD146 as an ERM-binding protein offers novel mechanisms for melanoma cell migration

Tumor cell migration is a well-orchestrated multistep process that drives cancer development and metastasis. Previous data indicated that CD146 expression correlates with malignant progression and metastatic potential of human melanoma cells. However, the exact molecular mechanism of how CD146 promotes melanoma cell migration still remains poorly understood. Here, we report that CD146 physically interacts with actin-linking ezrin–radixin–moesin (ERM) proteins and recruits ERM proteins to cell protrusions, promoting the formation and elongation of microvilli. Moreover, CD146-promoted melanoma cell migration is linked to RhoA activation and ERM phosphorylation. CD146 recruits Rho guanine nucleotide dissociation inhibitory factors 1 (RhoGDI1) through ERM proteins and thus sequesters RhoGDI1 from RhoA, which leads to upregulated RhoA activity and increased melanoma cell motility. CD146-activated RhoA also promotes further ERM phosphorylation and activation through Rho-phosphatidylinositol-4-phosphate-5-kinase-phosphatidylinositol 4,5-biphosphate pathway, which reinforces CD146/ERM association. Thus, our results provide a mechanistic basis to understand the role of CD146 in regulating human melanoma cell motility.

作者简介：

阎锡蕴研究员

中国科学院生物物理研究所 研究员，博士生导师
生物大分子国家重点实验室 副主任
中国生物物理学会 秘书长

主要学习和工作经历：
1977–1982 河南医科大学，医学学士
1989–1993 德国海德堡大学医学院，医学博士
1994–1996 美国Memorial Sloan-Kettering研究中心，博士后
1997–2000 中国科学院“****”
1983–至今 中国科学院生物物理研究所、微生物研究所，助研，副研,研究员

国外工作经历：
1985.03–1985.06 日本名古屋大学分子生物学实验室，进修
1989.08–1993.03 德国马普细胞生物学实验室，访问学者
1997.06–1998.02 美国Scripps 研究所分子生物学实验室，访问学者
2000.01–2001.01 德国马普生化所蛋白质化学实验室，访问学者
2003.10–2003.12 日本东京大学医科所，访问学者

获奖情况:
1999年 获中国科学院“巾帼建功”先进个人；
2003年 获生物物理研究所建所45周年突出贡献奖；
2003年 在全国防治SARS科技攻关组工作出色，受到国家科技部表彰；
2005年 “新型肿瘤血管靶分子及其抗体药物研究”获北京市科学技术奖二等奖；
2005年 获第13届世界妇女科学家大会优秀论文奖；
2006年 获中国科学院“五好家庭”；
2007年 获政府特殊津贴。

国内外学术任职：
国际科学联合会中国委员会 委员 2007－
亚洲生物物理学会 理事 2006－
中国生物物理学会 秘书长 2006－
中国女科技工作者协会理事会 理事 2007－
北京党外高级知识分子联谊会 理事 2007－
中国国家药品监督管理局药品审评专家2003－

主要科研领域及方向：
1．肿瘤新靶点及新功能抗体：利用抗体差异筛选技术，发现和鉴定肿瘤新靶点，研究新功能抗体。在国际上首次报道肿瘤血管新靶分子CD146的功能。研究结果作为封面论文在《Blood》上发表，被国际同行评为“新发现”并收录到2003年Faculty of 1000 Biology。与其相关的发明专利入选“全国杰出专利工程技术”并完成专利技术转让。目前与生物技术公司共同开发肿瘤抗体药物。
2．纳米免疫磁珠检测新方法: 用肿瘤靶分子或抗体修饰纳米磁珠，创造新型免疫检测方法。在国际上首次报道磁性纳米颗粒具有类似过氧化物酶活性，提出纳米材料模拟酶的新概念，并建立一种新的免疫磁珠检测方法。研究结果发表在Nature Nanotechnology，同期杂志《新闻与观点》配发了评论文章,称“这一发现不仅为惰性金属材料在纳米尺度具有催化活性的学说提出了新的证据，而且拓展了磁性纳米材料的应用”。随后Science和Nanowerk发表评论文章对本项研究结果的意义给予高度评价。
3．抗体库及病毒中和抗体：利用噬菌体展示技术，针对HBV、SARS和AIV构建多种抗体库并从中获得具有病毒中和活性的人抗体。2003年用扫描电镜首次观察并报道SARS病毒的三维结构。研究结果已编入《现代微生物学》著作。因SARS科技攻关工作出色受到国家科技部表彰。获得病毒抗体发明专利3项，完成专利转让1项，目前正与北京安迪威生物技术公司共同开发乙肝病毒抗体药物。