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1、博士學(xué)位論文腫瘤細(xì)胞中iASPP抑制ROS的作用及其分子機(jī)制研究ASTUDYOFTHEEFFECTANDMOLECULARMECHANISMOFIASPP-MEDIATEDROSINHIBITIONINTUMORCELLS葛文杰哈爾濱工業(yè)大學(xué)2018年7月國(guó)內(nèi)圖書(shū)分類(lèi)號(hào):Q354學(xué)校代碼:10213國(guó)際圖書(shū)分類(lèi)號(hào):575密級(jí):公開(kāi)理學(xué)博士學(xué)位論文腫瘤細(xì)胞中iASPP抑制ROS的作用及其分子機(jī)制研究博士研究生:葛文杰導(dǎo)師:胡穎研究員申請(qǐng)學(xué)位:理學(xué)博士學(xué)科:生物醫(yī)學(xué)工程所在單位:生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院答辯日期:2018年7月授予學(xué)位單位:哈爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex:Q354U.D.
2、C:575DissertationfortheDoctoralDegreeinScienceASTUDYOFTHEEFFECTANDMOLECULARMECHANISMOFIASPP-MEDIATEDROSINHIBITIONINTUMORCELLSCandidate:WenjieGeSupervisor:Prof.YingHuAcademicDegreeAppliedfor:DoctorofScienceSpecialty:BiomedicalEngineeringAffiliation:SchoolofLifeScienceandTechonogyDateofDefence:July,2
3、018Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology摘要摘要腫瘤是嚴(yán)重威脅人類(lèi)生命健康的重大疾患,我國(guó)惡性腫瘤年新發(fā)病例數(shù)380.4萬(wàn)例,即每天約1萬(wàn)人被確診為腫瘤,每分鐘約有7人確診,腫瘤已超過(guò)心血管疾病成為我國(guó)致死率最高的疾病。化療耐受是導(dǎo)致腫瘤患者不良預(yù)后的重要因素之一。因此,深入探討化療耐受的分子機(jī)制是生物學(xué)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)問(wèn)題。活性氧ROS(ReactiveOxygenSpecies,ROS)是包含超氧陰離子(O?2)、過(guò)氧化氫(H?2O2)以及羥基自由基(HO)等在內(nèi)氧(O2)的部分還原產(chǎn)物。適量ROS是調(diào)控細(xì)胞正
4、常生理活動(dòng)的重要信號(hào)分子,高水平ROS可破壞核酸、蛋白質(zhì)以及脂質(zhì)等重要生物大分子的正常功能,促進(jìn)腫瘤的發(fā)生和發(fā)展;ROS水平持續(xù)增高,一旦超過(guò)死亡閾值,則會(huì)造成不可逆的氧化損傷,導(dǎo)致細(xì)胞死亡。研究表明,腫瘤組織內(nèi)ROS水平一般高于正常組織,化療藥物可通過(guò)進(jìn)一步提升ROS達(dá)到殺傷腫瘤細(xì)胞的目的。腫瘤細(xì)胞內(nèi)有精確調(diào)控的抗氧化系統(tǒng),并可通過(guò)啟動(dòng)該系統(tǒng)抵抗細(xì)胞內(nèi)ROS的過(guò)度累積,實(shí)現(xiàn)高氧化應(yīng)激水平下的適應(yīng)性生存,以及對(duì)化療藥物誘導(dǎo)的殺傷效應(yīng)的耐受。因此,揭示腫瘤細(xì)胞內(nèi)ROS穩(wěn)態(tài)調(diào)控的分子機(jī)理,有望為提高腫瘤細(xì)胞化療敏感性提供新的線索。Nrf2(TranscriptionfactorNuclearer
5、ythroidfactor2-like2,NFE2L2,Nrf2)是調(diào)控ROS的核心轉(zhuǎn)錄因子,可通過(guò)激活抗氧化靶基因的表達(dá),限制ROS的過(guò)度累積。研究顯示,Nrf2在腫瘤細(xì)胞中異?;罨种萍?xì)胞內(nèi)ROS水平的升高,促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的生存和耐藥。Nrf2在腫瘤中的作用受到越來(lái)越廣泛的關(guān)注,而調(diào)控其活性的分子機(jī)制卻有待完善,這大大限制了靶向Nrf2的腫瘤治療。iASPP(InhibitorofApoptosisStimulatingProteinofP53)具有抑制p53依賴性細(xì)胞凋亡的功能,該功能的發(fā)揮依賴于其在細(xì)胞核內(nèi)的精確定位。而本研究發(fā)現(xiàn)iASPP在腫瘤細(xì)胞內(nèi)主要定位于細(xì)胞質(zhì)而非細(xì)胞核,該結(jié)
6、果提示iASPP具有p53非依賴性的癌基因功能。研究結(jié)果還顯示抑制iASPP的表達(dá),細(xì)胞內(nèi)ROS水平明顯升高;而過(guò)表達(dá)iASPP則伴有ROS的降低,提示iASPP具有抑制ROS的重要活性。更為重要的是該功能具有普遍性,在多種組織來(lái)源以及不同p53狀態(tài)的細(xì)胞中均有發(fā)生。進(jìn)一步研究證實(shí),iASPP抗ROS的作用依賴于Nrf2的表達(dá)和活化,而非p53。在此基礎(chǔ)上,本文對(duì)iASPP調(diào)控Nrf2的作用及分子機(jī)制作進(jìn)一步探討。結(jié)果表明,iASPP通過(guò)抑制Keap1介導(dǎo)的Nrf2泛素化降解提高Nrf2的蛋白穩(wěn)定性,促進(jìn)Nrf2核轉(zhuǎn)位及轉(zhuǎn)錄活性。進(jìn)一步的分子機(jī)制研究表明,iASPP蛋白-I-摘要N-端存在與
7、Nrf2經(jīng)典DLG氨基酸序列相似,且高度保守的DLT241氨基酸基序。iASPP通過(guò)該基序與Nrf2的DLG基序競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合Keap1的DGR結(jié)構(gòu)域。在多種促進(jìn)ROS累積的化學(xué)藥物處理下,iASPP與Keap1的結(jié)合能力增強(qiáng),伴有Nrf2與Keap1結(jié)合能力的降低以及Nrf2蛋白水平的升高。本文研究發(fā)現(xiàn)iASPP與Nrf2在腎癌患者組織中均高表達(dá),且二者在蛋白水平上呈正相關(guān),提示腫瘤組織中iASPP的高表達(dá)可能