去泛素化酶USP4在頭頸鱗癌細(xì)胞凋亡中的功能與分子機(jī)制.pdf

1、頭頸鱗狀細(xì)胞癌(head and neck squamous cell carcinoma, HNSCC)是耳鼻咽喉頭頸外科臨床工作中最常見的惡性腫瘤，也是發(fā)病率和病死率均較高的一類惡性腫瘤，闡明其發(fā)生、發(fā)展機(jī)制并盡早診斷、盡早治療是提高治療效果的關(guān)鍵。因此，更深入的理解頭頸鱗狀細(xì)胞癌分子水平的異常，有助于我們發(fā)展出針對這類腫瘤的新的診斷及治療手段。
　　 腫瘤的發(fā)生、發(fā)展與細(xì)胞凋亡受到抑制密切相關(guān)。細(xì)胞凋亡是一種重要的細(xì)胞應(yīng)答

2、機(jī)制，通過程序性清除機(jī)體不再需要的或異常的細(xì)胞，細(xì)胞凋亡在胚胎系統(tǒng)發(fā)育期的肢體塑形、組織平衡的動態(tài)調(diào)節(jié)中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。NF-κB(nuclear factorκ-light-chain-enhancer ofactivated B cells)細(xì)胞信號通路活化及其上游信號分子的泛素化或去泛素化調(diào)節(jié)在細(xì)胞凋亡調(diào)控中發(fā)揮重要作用。
　　 腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor, TNF)是一類重要的調(diào)節(jié)因子，

3、參與了細(xì)胞凋亡的調(diào)節(jié)以及炎癥和腫瘤發(fā)生過程，目前認(rèn)為在多種人類疾病的發(fā)病機(jī)制中都有TNF參與。TNF-α與其1型受體(TNF receptor type1，TNF-R1;CD120a; p55/60)結(jié)合后，能夠激活NF-κB細(xì)胞信號通路促進(jìn)細(xì)胞生存，或者誘導(dǎo)死亡信號促進(jìn)細(xì)胞凋亡，目前研究認(rèn)為上游的信號分子受體相互作用蛋白1(receptor-interacting protein1，RIP1)的泛素化修飾狀態(tài)能夠動態(tài)調(diào)節(jié)細(xì)胞生存信號抑

4、或細(xì)胞凋亡信號之間的平衡，在細(xì)胞凋亡的調(diào)控中具有重要作用。
　　 泛素化(ubiquitination)修飾是近年來生命科學(xué)研究的重大成果，參與調(diào)節(jié)抗原提呈、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等多種生理過程，亦是研究、開發(fā)新藥物的潛在靶點(diǎn)。泛素是一種由76個氨基酸組成的高度保守的多肽，因其廣泛存在于從酵母到人類各類細(xì)胞而得名。泛素-蛋白酶體途徑是細(xì)胞內(nèi)重要的蛋白質(zhì)質(zhì)控系統(tǒng)，通過K48位泛素化修飾介導(dǎo)底物經(jīng)蛋白酶體降解。此外包括細(xì)胞凋亡信號在內(nèi)的許多信號通

5、路關(guān)鍵分子的活化需要K63位泛素化修飾。
　　 近年研究發(fā)現(xiàn)泛素化狀態(tài)的改變與多種惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。蛋白分子的泛素化及去泛素化分別通過眾多的E3泛素連接酶(E3 ligases)及去泛素化酶(deubiquitinatingenzymes，DUBs)介導(dǎo)。去泛索化酶可以把泛素或泛素樣蛋白從目標(biāo)蛋白中去除而完成去泛素化過程。泛素特異性蛋白酶4(ubiquitin specific protease4，USP4)被認(rèn)為能夠

6、促進(jìn)TRAF2(TNF receptor-associated factor2)、TRAF6(TNF receptor-associated factor6)及TAK1(transforming growth factor-β-activated kinase1)等信號分子K63位連接的去泛素化，以及通過K48位去泛素化穩(wěn)定相關(guān)分子。
　　 目的:
　　 本研究課題使用下咽癌細(xì)胞株FaDu和人胚腎細(xì)胞株HEK293及免疫

7、共沉淀、報告基因分析、體外泛素化等技術(shù)分析USP4在人類頭頸鱗癌組織及癌旁正常對照組織中表達(dá)水平的差異，闡明USP4是否參與TNF-α誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡并揭示其分子機(jī)制。
　　 方法:
　　 1.研究USP4在人類頭頸鱗癌中的表達(dá)
　　 2.研究USP4對TNF-α誘導(dǎo)的頭頸鱗癌細(xì)胞(FaDu細(xì)胞)凋亡的影響
　　 3.研究USP4調(diào)控TNF-α誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡的具體分子機(jī)制
　　 結(jié)果:
　　

8、 1.研究發(fā)現(xiàn)USP4在人類頭頸鱗癌組織及癌旁正常對照組織中表達(dá)水平有明顯差異，USP4在人類頭頸鱗癌組織中的表達(dá)較癌旁正常對照組織顯著上調(diào)。
　　 2.在TNF-α誘導(dǎo)的FaDu細(xì)胞凋亡研究中發(fā)現(xiàn)USP4能負(fù)向調(diào)節(jié)NF-κB信號通路活性，促進(jìn)TNF-α誘導(dǎo)的FaDu細(xì)胞凋亡。
　　 3.在具體分子作用機(jī)制研究中發(fā)現(xiàn)USP4的催化底物分子為RIP1，USP4能夠K63位去泛素化聚泛素化修飾的RIP1從而促進(jìn)TNF-α誘導(dǎo)