PTEN蛋白磷酸酶活性通过靶向PKCδ调控肿瘤转移的分子机制研究

研究人员针对PTEN蛋白磷酸酶在肿瘤转移中的具体作用机制尚不明确的问题，开展了PTEN蛋白磷酸酶底物鉴定及其功能研究。通过蛋白质组学分析发现PKCδ是PTEN蛋白磷酸酶的直接作用靶点，并证实PTEN通过去磷酸化PKCδ的S643、T505和Y311位点抑制黑色素瘤转移。该研究揭示了PTEN-PKCδ轴在肿瘤转移中的关键调控作用，为靶向治疗提供了新策略。

　　

肿瘤转移是癌症死亡的主要原因，其调控机制涉及复杂的信号网络。PTEN（Phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome ten）作为重要的肿瘤抑制因子，具有脂质磷酸酶和蛋白磷酸酶双重活性。尽管PTEN脂质磷酸酶通过拮抗PI3K/AKT通路抑制肿瘤的机制已较明确，但其蛋白磷酸酶在转移调控中的具体作用靶点和机制仍不清楚。此前研究发现PTEN磷酸酶活性可独立于脂质磷酸酶抑制转移，但下游关键底物尚未阐明。

美国国立卫生研究院国家癌症研究所的Yanlin Yu团队在《iScience》发表研究，通过蛋白质组学技术鉴定出PKCδ是PTEN蛋白磷酸酶的新底物。研究人员构建了PTEN野生型（WT）、脂质磷酸酶缺陷突变体（△L）、蛋白磷酸酶缺陷突变体（△P）及双磷酸酶失活突变体（△LP）的CRISPR/Cas9敲入模型，结合体外磷酸化实验和体内转移实验，证实PTEN蛋白磷酸酶通过直接去磷酸化PKCδ的S643、T505和Y311位点发挥转移抑制作用。

研究采用的关键技术包括：1）抗体微阵列和二维凝胶电泳-质谱联用技术筛选PTEN蛋白磷酸酶底物；2）CRISPR/Cas9介导的PTEN突变体敲入和敲除模型构建；3）体外重组蛋白磷酸酶活性检测系统；4）尾静脉和足垫移植两种体内转移模型评估转移潜能；5）PKCδ特异性抑制剂（如calphostin C和KAI-9803）的药效学验证。

PKCδ是PTEN蛋白磷酸酶的底物

通过磷酸化蛋白质组学分析，研究人员在PTEN△LP突变细胞中鉴定出14种高磷酸化蛋白，包括PKCδ和Add3。Western blot验证显示，PTEN WT和△L能抑制PKCδ在S643、T505和Y311位点的磷酸化，而△LP和PTEN敲除则丧失此功能。体外实验进一步证实，纯化的PTEN蛋白可直接去磷酸化PKCδ，且该过程具有时间和剂量依赖性。

PTEN蛋白磷酸酶活性是抑制转移的必要条件

利用PTEN突变体敲入模型发现，携带△P或△LP突变的A375sm细胞在尾静脉和足垫移植模型中均表现出显著增强的肺转移能力，而△L突变体与WT表型相似。这表明PTEN蛋白磷酸酶（而非脂质磷酸酶）是转移抑制的关键效应器。

PKCδ在PTEN调控转移中的作用机制

功能实验显示，过表达PKCδ可逆转PTEN WT的转移抑制效应，而敲低PKCδ则能挽救PTEN△LP突变导致的转移增强表型。药理学实验证实，PKCδ特异性抑制剂calphostin C（1.4 mg/kg）和KAI-9803（1 mg/kg）可显著抑制PTEN△LP细胞的肺转移灶形成，且该作用与PKCδ去磷酸化程度相关。

该研究首次建立了PTEN蛋白磷酸酶-PKCδ轴在肿瘤转移中的完整调控链条：PTEN通过其蛋白磷酸酶结构域直接作用于PKCδ的关键磷酸化位点，从而阻断促转移信号。这不仅解释了PTEN磷酸酶突变体为何具有更强的转移倾向，还为临床开发针对PKCδ磷酸化位点的靶向药物提供了理论依据。特别值得注意的是，PKCδ抑制剂在PTEN功能缺失型肿瘤中展现的治疗潜力，为精准治疗策略的设计开辟了新途径。研究同时提出，Add3可能是PTEN蛋白磷酸酶的另一个潜在底物，这为后续探索PTEN多底物协同调控网络奠定了基础。