哈工大報(bào)訊(王計(jì)/文)我校生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院胡穎教授研究團(tuán)隊(duì)在腫瘤細(xì)胞調(diào)控氧化應(yīng)激的分子機(jī)制研究方面取得重要進(jìn)展。研究成果于10月12日以長(zhǎng)文(Article)的形式發(fā)表于腫瘤學(xué)頂級(jí)專業(yè)期刊《腫瘤細(xì)胞》(Cancer Cell)(Cell子刊,影響因子:27.407),論文題目為《iASPP作為一種抗氧化因子通過(guò)與Nrf2競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合Keap1的方式促進(jìn)腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)和耐藥》,文章通訊作者為胡穎,該團(tuán)隊(duì)博士生葛文杰和趙坤明為共同第一作者,博士生王星文、碩士生李華一等完成了該項(xiàng)目的部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,我校為第一通訊單位。
人類細(xì)胞不可避免地暴露于來(lái)自于外界(如UV)以及細(xì)胞內(nèi)有氧代謝所產(chǎn)生的活性氧(reactive oxygen species, ROS),少量ROS是調(diào)控細(xì)胞正常生理活動(dòng)的重要信號(hào)分子,高水平ROS則會(huì)作用于細(xì)胞內(nèi)包括DNA在內(nèi)的生物大分子,致其損傷,破壞其功能,成為腫瘤發(fā)生的重要推動(dòng)力。研究表明,腫瘤內(nèi)ROS的水平一般高于同一組織來(lái)源的正常對(duì)照。如果ROS不斷積累,一旦超過(guò)死亡閾值,則會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。放射治療以及很多化療藥物均可通過(guò)促進(jìn)ROS過(guò)度累積的方式發(fā)揮其殺傷腫瘤細(xì)胞的作用,而腫瘤細(xì)胞一旦啟動(dòng)抑制ROS過(guò)度積累的機(jī)制,則導(dǎo)致耐藥。可見(jiàn),細(xì)胞內(nèi)ROS水平對(duì)細(xì)胞命運(yùn)具有決定性作用,明確ROS的分子調(diào)控機(jī)制對(duì)揭示腫瘤的發(fā)生機(jī)制和腫瘤的耐藥機(jī)制都具有重要意義,是生物學(xué)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)問(wèn)題。
胡穎團(tuán)隊(duì)首次發(fā)現(xiàn)iASPP (Inhibitor of Apoptosis Stimulating Protein of P53)蛋白具有抑制ROS的重要功能。研究表明利用多種分子生物學(xué)手段提高或者抑制細(xì)胞內(nèi)iASPP的表達(dá)水平總伴有ROS水平的改變,并且這種改變?cè)诙喾N腫瘤細(xì)胞中普遍存在。值得關(guān)注的是,雖然目前對(duì)iASPP功能的研究主要集中于其對(duì)核轉(zhuǎn)錄因子p53的調(diào)控作用,該研究則顯示iASPP主要在細(xì)胞質(zhì)而非細(xì)胞核中以p53非依賴的方式發(fā)揮對(duì)ROS的調(diào)控。
經(jīng)過(guò)大量探索性工作,該團(tuán)隊(duì)最終發(fā)現(xiàn)iASPP抑制ROS的功能主要通過(guò)調(diào)控抗氧化核心因子Nrf2實(shí)現(xiàn),iASPP和Nrf2的表達(dá)在腎癌患者組織標(biāo)本內(nèi)呈現(xiàn)一定的正相關(guān)性,進(jìn)一步利用小鼠荷瘤模型研究證實(shí)瘤內(nèi)iASPP表達(dá)被抑制,Nrf2表達(dá)水平和轉(zhuǎn)錄活性也相應(yīng)降低,提示iASPP可能是腫瘤細(xì)胞調(diào)控Nrf2抗氧化的重要機(jī)制。該團(tuán)隊(duì)對(duì)iASPP調(diào)控Nrf2的分子機(jī)制作了進(jìn)一步的探究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)iASPP是通過(guò)位于其N-端的DLT氨基酸序列(基序)與Nrf2競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合Nrf2的主要抑制因子Keap1,進(jìn)而提高Nrf2蛋白穩(wěn)定性,促進(jìn)Nrf2的核轉(zhuǎn)位,以及Nrf2對(duì)其下游抗氧化靶基因(如NQO1、HMOX1、FTH1)的轉(zhuǎn)錄激活,來(lái)發(fā)揮抑制ROS的作用。這是一種全新的分子機(jī)制,因?yàn)槲挥贜rf2的DLG是目前已知的可結(jié)合位于Keap1的DGR的唯一基序,本研究則提出DLT可與DLG競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合DGR,這為Keap1/Nrf2調(diào)控因子的發(fā)掘以及抗氧化分子機(jī)制的明確提供了新的線索。
該團(tuán)隊(duì)以腎癌為模型對(duì)iASPP/Nrf2/ROS在腫瘤治療中的重要性進(jìn)行了進(jìn)一步的研究。ROS對(duì)化療敏感性具有重要的調(diào)控作用,而腎癌不同于其他腫瘤,具有對(duì)大多數(shù)化療藥物的天然耐藥特性,這是造成腎癌患者不良預(yù)后的重要因素之一,腎癌的耐藥機(jī)制是一直困擾腫瘤領(lǐng)域的重要問(wèn)題。而該團(tuán)隊(duì)進(jìn)行的體外和小鼠荷瘤實(shí)驗(yàn)均表明iASPP/Nrf2/ROS通路是腎癌對(duì)廣泛應(yīng)用于臨床的化療藥物5-FU耐受的關(guān)鍵因素,這一結(jié)果為以腎癌為代表的高耐藥腫瘤的臨床治療新策略的開(kāi)發(fā)提供重要的思路。
胡穎2009年于英國(guó)倫敦大學(xué)學(xué)院(University College London)取得腫瘤學(xué)博士學(xué)位,隨后在牛津大學(xué)Ludwig腫瘤研究所工作, 于2012年作為優(yōu)秀海外人才引進(jìn)我校工作。回國(guó)后,她先后主持完成了多項(xiàng)國(guó)家級(jí)、省部級(jí)研究項(xiàng)目,在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》(PNAS)《國(guó)際腫瘤學(xué)雜志》(International Journal of Cancer)《細(xì)胞死亡和疾病》(Cell Death and Disease)等高水平SCI雜志上發(fā)表多篇研究論文。
鏈接:http://www.cell.com/cancer-cell/fulltext/S1535-6108(17)30412-9
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