浙大JBC解析EMT调控因子

2014年12月5日，浙江大学医学院柯越海课题组的研究人员，在国际著名学术期刊《Journal of Biological Chemistry》发表了一项最新研究成果。这项研究指出，Hook1是SHP2磷酸酶活性的一个内源性负调节因子。蛋白质酪氨酸磷酸酶SHP2参与了EMT过程，Hook1通过调节SHP2的活性而抑制EMT。SHP2-Hook1复合体通过调节癌细胞中的EMT，可能在肿瘤转移中发挥着重要的作用。

　　

生物通报道：2014年12月5日，浙江大学医学院柯越海课题组的研究人员，在国际著名学术期刊《Journal of Biological Chemistry》发表了一项题为“SHP2 Positively Regulates TGFβ1-induced Epithelial-Mesenchymal Transition Modulated by Its Novel Interacting Protein Hook1”的最新研究成果。这项研究指出，Hook1是SHP2磷酸酶活性的一个内源性负调节因子。蛋白质酪氨酸磷酸酶SHP2参与了EMT过程，Hook1通过调节SHP2的活性而抑制EMT。SHP2-Hook1复合体通过调节癌细胞中的EMT，可能在肿瘤转移中发挥着重要的作用。

本文通讯作者分别为柯越海教授及其研究组的副教授程洪强博士。柯越海为浙江大学基础医学院副院长、博士生导师，1995年毕业于浙江大学生命科学学院，1998年在中国疾病预防控制中心病毒研究所获硕士学位，导师为曾毅院士，2001年在复旦大学遗传所获博士学位，导师为谈家桢院士。2002年至2008年在美国BURNHAM医学院GS-Feng实验室从事细胞信号调控研究。2007年9月受聘浙江大学医学院、2008年2月回国担任浙江大学医学部基础医学院教授，研究方向上皮损伤、修复及癌变与微环境相互作用的磷酸化调控机制，曾在JBC、J Immunol、FASEB J、Oncogene、Science、Anal. Chem等国际权威期刊发表论文多篇。程洪强博士1997年本科毕业于吉林大学，2005年中科院上海生化所博士毕业，2005年至2011年美国加州大学圣地亚哥分校博士后，2011年进入浙江大学医学院，从事心血管及肺微环境分子病理机制研究，主要代表性论文发表在Circulation Research、Hum Mol Genetics、J Bio Chem等期刊。

转移是人类癌症死亡的主要原因。在转移过程中，有几个阶段，包括局部浸润、血行播散和定植。上皮-间质转化（EMT）参与肿瘤转移的起始阶段，并赋予肿瘤迁移和侵袭的特性。有研究发现，EMT也参与发育过程、纤维化和伤口愈合。

EMT是一种细胞分化的形式。以前的报告表明，含有蛋白质-酪氨酸磷酸酶-2（(SHP2）的Src同源区2（SH2）结构域，在细胞分化中起着重要的作用，表明它可能参与了EMT的调节。SHP2——非受体蛋白酪氨酸磷酸酶家族的一员，参与Ras-ERK信号通路的许多信号转导和激活，主要是从EGF与EGF受体的结合开始。这也表明，SHP2可能在EMT过程中起着调控的作用。SHP2也在发育、癌症、炎症、转录调控和细胞迁移等过程中扮演着重要的角色。

SHP2在其N末端包含两个SH2结构域：N-SH2和C-SH2结构域。在基础状态下，N-SH2结构域可与PTP结构域结合并阻断活性位点。因此，SHP2的活性受到抑制。被刺激后，N末端的SH2结构域可与一个磷酸化的酪氨酸残基结合，从PTP上分离下来，然后，SHP2被激活。SHP2编码基因PTPN11的胚系突变，与Noonan综合征、LEOPARD综合征及混合性软骨瘤病有关。体细胞激活的SHP2突变，在急性髓性白血病、神经母细胞瘤、黑色素瘤、乳腺癌、肺癌和大肠癌中也被发现过。这些数据表明，PTPN11的作用相当于一个原癌基因。

然而，最近的研究发现，SHP2既是一个促癌因子，也是一个抑癌因子。根据组织和疾病的阶段，SHP2在不同肿瘤中起着不同的作用。SHP2在癌症、特别是转移中的确切作用，仍不明确。

据报道，一些生长因子和细胞因子信号转导通路（TGFβ1、FGF、EGF、HGF、Wnt/β-catenin和Notch）参与了EMT。在A549细胞（人类肺腺细胞）中，TGFβ1对细胞生长几乎没有影响，但是却诱导一种明显的EMT表型。在这项研究中，研究人员使用A549细胞中TGFβ1诱导的EMT，来探讨SHP2在EMT中所起的作用。

研究人员发现，在肺上皮A549细胞中，当SHP2被转染的siRNA降低时，TGFβ1诱导的EMT部分被阻断。组成性激活突变型（E76V）可促进EMT，而磷酸酶-dead突变（C459S）和SHP2抑制剂PHPS1可阻断EMT，这进一步表明，SHP2的磷酸酶活性是促进TGFβ1诱导的EMT所必需的。

利用SHP2的蛋白质酪氨酸磷酸酶结构域作为诱饵，研究人员确定了一个新型SHP2相互作用蛋白Hook1。在A549细胞中，Hook1在EMT期间是下调的。Hook1的过表达可抑制EMT，而敲除Hook1可促进EMT。此外，SHP2的蛋白酪氨酸磷酸酶结构域和N末端SH2结构域，可直接与Hook1相互作用。

这项研究表明，Hook1是SHP2磷酸酶活性的一个内源性负调节因子。这些数据表明，蛋白质酪氨酸磷酸酶SHP2参与了EMT过程，Hook1通过调节SHP2的活性而抑制EMT。SHP2-Hook1复合体通过调节癌细胞中的EMT，可能在肿瘤转移中发挥着重要的作用。

（生物通：王英）

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生物通推荐原文摘要：
SHP2 Positively Regulates TGFβ1-induced Epithelial-Mesenchymal Transition Modulated by Its Novel Interacting Protein Hook1
Abstract：The epithelial-mesenchymal transition (EMT) is an essential process for embryogenesis. It also plays a critical role in the initiation of tumor metastasis. Src homology 2 (SH2)-domain containing protein-tyrosine phosphatase-2 (SHP2) is a ubiquitously expressed protein-tyrosine phosphatase and is mutated in many tumors. However, its functional role in tumor metastasis remains largely unknown. We found that TGFβ1-induced EMT in lung epithelial A549 cells was partially blocked when SHP2 was decreased by transfected siRNA. The constitutively active form (E76V) promoted EMT while the phosphatase-dead mutation (C459S) and the SHP2 inhibitor PHPS1 blocked EMT, which further demonstrated that the phosphatase activity of SHP2 was required for promoting TGFβ1-induced EMT. Using the protein-tyrosine phosphatase domain of SHP2 as bait, we identified a novel SHP2-interacting protein Hook1. Hook1 was down-regulated during EMT in A549 cells. Overexpression of Hook1 inhibited EMT while knockdown of Hook1 promoted EMT. Moreover, both the protein-tyrosine phosphatase domain and N-terminal SH2 domain of SHP2 directly interacted with Hook1. Down-regulation of Hook1 increased SHP2 activity. These results suggested that Hook1 was an endogenous negative regulator of SHP2 phosphatase activity. Our data showed that the protein-tyrosine phosphatase SHP2 was involved in the process of EMT and Hook1 repressed EMT by regulating the activation of SHP2. SHP2-Hook1 complex may play important roles in tumor metastases by regulating EMT in cancer cells.