SR蛋白调控Wnt信号的机制和功能研究

发布时间：2020-06-03 17:19

【摘要】：Wnt信号调控细胞生长、增殖、分化和迁移，在胚胎发育、维持组织稳态、干细胞更新以及肿瘤发生中发挥重要作用。Wnt/-catenin信号通路是Wnt信号通路的一个分支，其激活的关键是-catenin蛋白的积累。目前认为，-catenin蛋白的积累主要由其降解系统调控，但从细胞生物学理论可知，细胞内-catenin蛋白水平受合成和降解共同调控，-catenin蛋白的合成调控一直少有研究。 SR蛋白（serine/arginine-rich splicing factor，SRSF）广泛参与mRNA生物合成过程，包括转录、剪接、出核、翻译及降解。此外，SR蛋白还被发现参与基因组稳定性维持、miRNA加工以及蛋白SUMO修饰等，部分SR蛋白还被发现在多种肿瘤中高表达并参与细胞转化和肿瘤发生。 我们的研究发现部分SR蛋白参与调控Wnt信号和-catenin蛋白合成。我们通过基因过表达筛选发现部分SR蛋白能激活Wnt/-catenin信号且导致-catenin蛋白水平升高。生化分析显示SRSF1和SRSF9都能结合-catenin mRNA并增强其翻译，促进-catenin的蛋白合成，从而激活Wnt信号。我们证实，像SRSF1一样，SRSF9也是一个原癌基因，在多种肿瘤样品中高表达并能导致细胞转化。更为重要的是，-catenin参与SR蛋白所介导的细胞转化，同时，下调SR蛋白表达抑制结肠癌细胞的增殖。这些结果显示，-catenin是受SR蛋白调控的重要促肿瘤因子之一，SR蛋白通过上调Wnt/-catenin信号诱导肿瘤发生。在此基础上，我们尝试了从“合成”和“降解”两方面协同下调-catenin蛋白水平的策略。联合使用“促进-catenin降解”和“抑制蛋白合成”的小分子化合物，能有效下调结肠癌细胞中-catenin的蛋白量，显示这种协同用药可能是一种有效的肿瘤治疗策略。 综上，我们的研究将Wnt信号和SR蛋白之间建立起了全新的联系，证实-catenin是SR蛋白翻译调控的新靶点，并且贡献于SR蛋白介导的细胞转化。这一结果加深了人们对Wnt信号调控机制及其在肿瘤发生中作用机制的理解。同时，我们的研究凸显了-catenin蛋白合成上调在肿瘤发生中的作用，提出了下调-catenin蛋白量的联合用药策略，为相关基础和临床研究提供了理论参考。
【图文】：

5图1.1 细胞内的 -catenin蛋白[59]E-cadherin结合 -catenin锚定于细胞膜上， -catenin还可结合 -caherin，间接调控细胞微丝骨架；受激酶调控或下调E-cadherin时， -catenin可以从黏着连接处释放至细胞质。细胞质中的 -catenin会迅速地在降解复合体中磷酸化，继而泛素化，被蛋白酶体降解。Wnt信号激活，抑制了 -catenin降解复合体，新合成的 -catenin在细胞质中积累进而转运入核，，与转录因子TCF/LEF结合

图1.2 Wnt信号调控 -catenin降解复合体的模型[64]Wnt信号没有激活时， -catenin在降解复合体中被磷酸化和泛素化，通过蛋白酶体降解，核中转录因子TCF结合抑制因子Groucho，Wnt靶基因不能转录；Wnt信号激活时， -TrCP游离出降解复合体，磷酸化的 -catenin饱和降解复合体，进而细胞质中新合成的 -catenin积累入核，作为转录激活基因结合TCF，Wnt靶基因得以转录。 -catenin降解复合体是细胞质中动态的多种蛋白的集合，共同调控着细胞质中 -catenin蛋白的稳定性，它的核心组分除 -catenin自身，还主要包括丝氨酸/苏氨酸激酶GSK-3（glycogen synthase kinase 3）、CK1（casein kinase 1）、Axin、APC（adenomatous polyposis coli）、E3泛素连接酶 -TrCP和磷酸酶PP2A等。1.2.2.1 磷酸化 -catenin的激酶——CK1和GSK3最初研究发现 -catenin的第33位和第37位丝氨酸（Ser33和Ser37）是GSK3的磷酸化位点，GSK3具有保守的磷酸化识别位点，即为S/T-XXX-pS/pT（X为任意氨基酸，pS/pT为磷酸化的丝氨酸或苏氨酸），也就是说GSK3的磷酸化需要其他
【学位授予单位】：清华大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R3411

【共引文献】

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本文编号：2695143