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背景: Hedgehog(Hh)信号通路最初于1980年由Nüsslein-Vollhard和Wieschaus在研究影响果蝇体节发育的基因突变遗传分析时被发现。近年的研究发现，Hh信号通路不仅仅在在哺乳动物的胚胎发育、成熟器官形成及形态维持中扮演了重要角色，它的异常激活参与了多种恶性肿瘤发生和发展。在胃癌、肺癌等恶性肿瘤中陆续发现Hh信号通路均有不同程度的异常活化，部分Hh信号通路的抑制剂已用于一些癌症的临床治疗。 Smoothened(Smo)是Hh信号通路中至关重要的信号转导元件，介导信号在初级纤毛中的传递，并激活一系列下游靶基因的表达，在Hh通路中起着“开关”的作用。以Smo作为靶点的抑制剂已投入临床使用，并在多种癌症的临床治疗中得到广泛应用。然而，在治疗时发现Smo的突变常常导致肿瘤对Smo抑制剂产生抵抗，大大降低了其疗效。因此，寻找和发现抑制Hh信号通路活性的新的靶点和其抑制剂具有十分重大的意义。 Arl13b属于小GTP酶，定位在初生纤毛上，是最重要的纤毛蛋白。它参与了纤毛的形成和纤毛功能的维持，比如囊泡转运、细胞运动和形成细胞骨架等，这提示Arl13b可能与高度依赖初级纤毛的Shh信号通路密切相关。因此，靶向Arl13b与Smo的相互作用可以作为一个抑制Hh信号通路的的新靶点，靶向Arl13b与Smo相互作用的抑制剂可用于癌症的治疗，从而解决Smo耐药的治疗难题。 研究目的： 1、验证Arl13b与Smo的直接相互作用； 2、鉴定与Smo相互作用的Arl13b的最小片段，设计并合成多肽； 3、验证Arl13b小分子多肽对Hh信号通路的影响； 4、研究Arl13b小分子多肽与Smo抑制剂环靶明的协同作用。 研究方法： 1、利用pMALTM蛋白融合纯化系统，诱导并纯化MBP-Smo（550-787aa），与His-Arl13bΔ19蛋白进行MBP-Pulldown，验证两者之间是否为直接相互作用。用Western blot方法，检测Arl13b对Hh通路活性的作用、以及免疫荧光方法检测Arl13b对Smo在细胞膜和初级纤毛上定位的影响。 2、在功能学方面，用克隆形成、Transwell和裸鼠移植瘤方法检测敲除Arl13b对细胞增殖、侵袭、肿瘤形成的影响。 3、利用I-TASSER网站预测Arl13b的二级结构，并根据其二级结构对其进行不同大小的分段，构建分段质粒，利用MBP-Pulldown确定Arl13b与Smo相互作用的最小分段，并用CO-IP方法验证抑制Arl13b-Smo相互作用的多肽片段。 4、向293T转染Arl13b多肽片段质粒，或同时用环靶明处理，检测多肽片段或协同环靶明对Hh通路活性的影响，并且进一步检测多肽片段或其协同环靶明抑制胃癌细胞增殖的作用。 研究结果： 1、Arl13b能通过与Smo的直接相互作用，促进Smo在细胞膜表面和初级纤毛上聚集，从而激活Hh信号通路。下调Arl13b则能抑制胃癌细胞的增殖、侵袭和肿瘤形成能力。 2、发现并鉴定能抑制Arl13b与Smo相互作用的Arl13b多肽片段，并且该Arl13b多肽片段对Hh通路的活性有抑制作用，能抑制胃癌细胞的增殖。并且，Arl13b多肽片段与Smo抑制剂环靶明协同抑制Hh信号通路活性和胃癌细胞增殖。靶向Arl13b-Smo相互作用的抑制剂能为临床上Shh激活的肿瘤的治疗提供新的靶点，解决单独Smo抑制剂给药抵抗的治疗难题。