多聚泛素化參與鼻咽癌及肺癌發(fā)病的分子機(jī)制研究.pdf

1、蛋白質(zhì)翻譯后修飾參與調(diào)控多種生物學(xué)行為，近年來對(duì)蛋白質(zhì)翻譯后修飾與腫瘤信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制的研究已成為腫瘤學(xué)研究的熱點(diǎn)。泛素化是蛋白質(zhì)翻譯后修飾的一種重要形式。泛素化修飾在細(xì)胞周期調(diào)控，細(xì)胞生長，凋亡，DNA損傷修復(fù)及免疫反應(yīng)中發(fā)揮著重要作用。研究表明，與Lys48結(jié)合的多聚泛素鏈(Ubk48)作為一種信號(hào)，介導(dǎo)泛素修飾底物進(jìn)入26S蛋白酶體，執(zhí)行降解功能;與Lys63結(jié)合的多聚泛素鏈(Ubk63)介導(dǎo)的泛素化在DNA損傷修復(fù)、炎癥反應(yīng)，胞吞及

2、核糖體蛋白合成中起重要作用。泛素信號(hào)功能的紊亂參與了人類多種疾病，如腫瘤等的發(fā)生發(fā)展。
　　鼻咽癌是中國南方高發(fā)腫瘤，具有人種和人群的易感性、家族聚集現(xiàn)象、低分化和高轉(zhuǎn)移為主的臨床病理特征，其發(fā)病與EB病毒感染高度相關(guān)。潛伏膜蛋白LMP1是EB病毒編碼的重要致瘤蛋白之一。LMP1通過其羧基末端CTAR1和CTAR2功能結(jié)構(gòu)域誘導(dǎo)下游信號(hào)通路MAPK，PI3K/Akt, JAK/STAT和NF-κB等的活化，參與調(diào)控細(xì)胞的增殖、轉(zhuǎn)化

3、與凋亡等一系列的生物學(xué)行為。
　　腫瘤抑制基因p53被人們稱之為基因組穩(wěn)定性的“守護(hù)神”。p53基因的突變與功能失活是人類腫瘤發(fā)病過程中常見的分子事件。在DNA損傷，缺氧和癌基因激活等壓力刺激下，p53被激活并促進(jìn)下游靶基因的表達(dá)從而誘導(dǎo)細(xì)胞周期阻滯或凋亡發(fā)生。翻譯后修飾，如磷酸化，泛素化和乙?；仁钦{(diào)控p53穩(wěn)定性和功能活性的主要方式。多種與病毒感染相關(guān)的腫瘤發(fā)病都與p53功能失活密切相關(guān)。病毒編碼的致瘤蛋白如SV40大T抗原，

4、腺病毒E1B蛋白，HBV編碼的X蛋白和HCV編碼的核心蛋白等，通過滅活p53信號(hào)通路而參與腫瘤的發(fā)生發(fā)展。
　　與其他腫瘤細(xì)胞不同的是，在鼻咽癌中p53基因的突變頻率很低(＜10％)，且出現(xiàn)了p53蛋白積聚的現(xiàn)象。我們前期研究表明，EB病毒編碼的致瘤蛋白LMP1通過MAPK信號(hào)通路促進(jìn)p53多個(gè)位點(diǎn)的磷酸化從而上調(diào)p53穩(wěn)定性。通過本研究，我們發(fā)現(xiàn)LMP1在促進(jìn)p53表達(dá)積聚的同時(shí)誘導(dǎo)了其下游靶基因MDM2的表達(dá)。LMP1延長了p

5、53與MDM2的蛋白半衰期，但卻抑制了MDM2與p53的相互結(jié)合。泛素化實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，LMP1在抑制MDM2介導(dǎo)的p53 UbK48泛素化降解的同時(shí)，促進(jìn)了TRAF2介導(dǎo)的p53 UbK63泛素化。p53雖然表達(dá)上調(diào)，但是p53誘導(dǎo)的細(xì)胞周期阻滯及細(xì)胞凋亡卻在LMP1的作用下受到明顯抑制。我們的結(jié)果首次證實(shí)了在鼻咽癌中LMP1通過異常的泛素化修飾調(diào)控p53的生理功能從而參與鼻咽癌的發(fā)生發(fā)展。
　　肺癌是目前高發(fā)的惡性腫瘤。盡管分子

6、生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展加速了人類對(duì)肺癌發(fā)病機(jī)理的認(rèn)識(shí)，但多年來肺癌患者的5年生存率仍然不足15％，相比35年前13％并沒有顯著提高。目前肺癌治療的瓶頸之一是發(fā)現(xiàn)新的治療靶標(biāo)及克服肺癌細(xì)胞的化療抵抗。
　　Akt信號(hào)通路因參與調(diào)控細(xì)胞增殖，細(xì)胞周期演進(jìn)，細(xì)胞存活和能量代謝而在人類多種腫瘤的發(fā)生發(fā)展中扮演著十分重要的角色。Akt在腫瘤細(xì)胞中的持續(xù)激活促進(jìn)了腫瘤細(xì)胞的增殖、存活及放化療抵抗。在多種生長因子的刺激下，Akt被蛋白激酶PDK1和m

7、TORC2分別磷酸化Thr308和Ser473而完全活化。新近研究表明，UbK63介導(dǎo)的多聚泛素化是生長因子誘導(dǎo)Akt激活的必需前提條件。不同的生長因子利用不用的泛素E3酶促進(jìn)Akt的UbK63多聚泛素化。如在IGF1信號(hào)通路中，TRAF6介導(dǎo)了Akt UbK63泛素化，但在乳腺癌細(xì)胞內(nèi)，Skp2介導(dǎo)了EGF信號(hào)通路中Akt的多聚泛素化。
　　TRAF4最初在人乳腺癌轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)組織中因基因擴(kuò)增而被發(fā)現(xiàn)。與大多數(shù)TRAF家族成員不同

8、的是，TRAF4最重要的生理功能似乎不是參與免疫反應(yīng)調(diào)節(jié)，而是參與調(diào)控胚胎建成及中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育。新近的研究發(fā)現(xiàn)，TRAF4具有潛在的泛素E3酶功能，并參與激活多條信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。在人類多種腫瘤中TRAF4存在不同程度的基因擴(kuò)增及蛋白過表達(dá)，但TRAF4在腫瘤中的生物學(xué)功能還不甚清楚。
　　在本研究中，我們發(fā)現(xiàn)TRAF4在肺癌的發(fā)生發(fā)展過程中具有重要的生物學(xué)功能。TRAF4在肺癌細(xì)胞和肺癌標(biāo)本組織中均存在高表達(dá)，而在正常肺成纖維細(xì)胞

9、和正常肺組織中相對(duì)低表達(dá)。TRAF4參與調(diào)控了EGF誘導(dǎo)的HaCaT細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化?；虺聊琓RAF4表達(dá)能抑制肺癌細(xì)胞的惡性表型，包括細(xì)胞增殖、停泊非依賴生長，裸鼠成瘤能力等。我們的研究首次證實(shí)了在肺癌中TRAF4通過UbK63介導(dǎo)的泛素化修飾參與調(diào)控EGF誘導(dǎo)的Akt活化。證實(shí)了TRAF4具有泛素E3酶的功能，確定了其潛在的泛素結(jié)合酶UbcH5a。Akt是TRAF4泛素化修飾或執(zhí)行其生物學(xué)功能的直接靶標(biāo)，基因沉默TRAF4明顯抑制了肺