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小G蛋白Rap1属于Ras超家族成员,它作为分子开关调控细胞内信号传导通路,进而影响细胞周期、增殖、粘附、迁移、分泌、极化等生理功能。SIPA1蛋白,即信号诱导的增殖相关蛋白1,是Rap1的GTP酶活化蛋白(RapGAP)成员之一,可催化Rap1从结合GTP的活性形式到结合GDP的非活性形式。作为Rap1的重要调控分子之一,SIPA1已经被发现可以参与细胞增殖、周期、粘附、迁移等众多的细胞生理功能当中。肿瘤浸润转移是指肿瘤细胞脱离原位组织发生浸润迁移进而通过血管转移到远端器官并形成病灶的过程,是肿瘤的显著特征之一。近年来,SIPA1与肿瘤转移的相关性引起极大关注。已被鉴定为转移效率修饰位点候选蛋白的SIPA1,可以促进前列腺细胞、黑色素瘤细胞但抑制结肠癌细胞的浸润,但它调控肿瘤细胞浸润转移的具体机制尚不明确,在其它类型肿瘤细胞中的作用也不清楚。 本文在乳腺癌中研究发现,SIPA1主要定位在的肿瘤组织中,而正常组织中则几乎不表达SIPA1。我们还发现核定位的 SIPA1与乳腺癌患者的淋巴结转移阳性呈正相关。检测乳腺癌细胞系中SIPA1的表达情况后发现,SIPA1在高转移能力的MDA-MB-231细胞中呈高表达并主要定位在细胞核中。通过RNA干扰技术降低SIPA1在MDA-MB-231细胞中的表达后发现,细胞的形态发生了明显的改变。更为重要的是,尽管细胞的增殖能力提高,但是细胞对胞外基质的粘附和对血管内皮细胞的粘附以及细胞的体内外浸润转移能力均显著受到抑制。另外,干扰SIPA1的表达还抑制了MDA-MB-231细胞条件培养基在体外的成管能力。进一步检测细胞中与移动相关的效应分子后发现,与乳腺癌发生发展密切相关的整联素蛋白integrinβ1因SIPA1改变而显著受到影响。然后,我们发现核定位的SIPA1可以结合到integrinβ1基因的启动子区并激活其转录活性而促进integrinβ1蛋白的表达,而integrinβ1对于MDA-MB-231细胞的粘附和浸润又是必须的。紧接着,我们发现integrinβ1下游信号通路FAK/Akt/MMP9同样因SIPA1蛋白改变而被抑制,而这条信号通路对于MDA-MB-231细胞的浸润转移同样必不可少。这表明,乳腺癌细胞中核定位的SIPA1可以通过激活integrinβ1基因启动子进而调控 integrinβ1的表达及其下游FAK/Akt/MMP9信号通路,最终促进乳腺癌细胞的粘附、浸润和转移。这是首次对SIPA1调控乳腺癌细胞浸润转移分子机制的阐释。此外,对不同肿瘤细胞系的检测发现,SIPA1调控integrinβ1基因启动子活性的功能并非一致,这可能是由于不同肿瘤细胞中存在其它关键调控分以及SIPA1蛋白亚细胞定位差异导致。最后,我们还证明Rap1分子并没有参与到 SIPA1调控的integrinβ1及其下游信号通路所介导的细胞浸润转移过程中,提示SIPA1还有独立于调控Rap1活性之外的其它重要功能。