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Keap1/Nrf2-NOX4系统调控黑色素瘤ROS代谢重编程的分子机制
结题报告
批准号:
31660246
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
42.0 万元
负责人:
朱月春
依托单位:
学科分类:
C0509.生物学过程与代谢
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
张巧、杨丽娟、张漾杰、易子寒、杨惠鑫、韩巧巧、杨雨叶
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中文摘要
黑色素瘤是高恶性、早转移、高死亡率的肿瘤,并呈现ROS代谢重编程的状态,其精细调控机制不明确。我们发现黑色素瘤中ROS高水平与Nrf2、NOX4异常表达密切相关,并且Nrf2有可能调控NOX4的表达。结合新近研究进展,提出假说:Keap1/Nrf2-NOX4系统平衡异常,同时Nrf2调控NOX4转录、促进ROS产生,Nrf2“双向”调控ROS代谢,以维持一定程度高的ROS水平,促进黑色素瘤发生发展。为证实此假说,首先观察黑色素瘤组织Keap1/Nrf2-NOX4系统表达异常、以及与患者结局的关系;然后用细胞模型和动物模型证实Keap1/Nrf2-NOX4系统在黑色素瘤ROS代谢重编程中的作用及其机制,观察干预这一系统对ROS代谢重编程的逆转作用;最后验证Nrf2调控NOX4的转录,促进ROS产生。该研究为阐明黑色素瘤ROS的精细调控机制,以及针对ROS干预治疗黑色素瘤提供前期工作基础。
英文摘要
Malignant melanoma is a highly deleterious illness characterized by early metastasis and high mortality. Metabolic reprogramming state, with a high intracellular ROS level than normal cells, which promotes the tumorigenesis and development, is typical in melanoma. However, regulatory mechanism of this metabolic change remains unclarified. Our previous studies have shown that high ROS level in the melanoma cell and tissue was closely related to the abnormal expressions of Nrf2 and NOX4, and NOX 4 expression might be regulated by the Nrf2. Combined with recent research progresses, it is hypothesized that the Keap1/Nrf2-NOX4 system displays an imbalance and Nrf2 regulates the transcription of NOX4, leading to increasing of ROS. The bi-directional regulation of ROS maintains a certain degree of high ROS level in order to promote the development of melanoma. To test this hypothesis, firstly, the status and balance of Keap1/Nrf2-NOX4 system in the malignant melanoma tissues will be assessed as well as their relationship with patient outcomes in clinical samples. Secondly, animal models and cellular experimental system will be applied to demonstrate the role of Keap1/Nrf2-NOX4 system and explore its mechanism in melanoma metabolism reprogramming. Moreover, effect on melanoma cell metabolism reprogramming by interference of Keap1/Nrf2-NOX4 system will be tested. Finally, verify the ROS production promoted by Nrf2 regulated transcription of NOX4. The results of this study will provide the foundation to clarify the regulatory mechanism of high ROS level in melanoma cells and a development of future intervention based on ROS regulation for melanoma treatment.
黑素瘤是恶性程度高、转移发生早、死亡率高的肿瘤,并呈现ROS代谢重编程,其精细调控机制尚未阐明。本研究从临床样本、体外和体内探讨Keap1/Nrf2-NOX4系统调控黑色素瘤ROS代谢重编程的作用及其分子机制。. 临床研究:黑色素瘤组织中Nrf2的低表达与患者预后不良相关,NOX4的高表达与淋巴结浸润相关,GPx3的低表达伴随ROS水平升高,Keap1的高表达不是黑色素瘤患者的独立预后因素。. 体外研究: ① Nrf2通过调控NOX4表达与活性、GPx3表达与活性和SOD酶活性,以及GSH/GSSG、NADPH/NADP+比值等氧化还原分子,从而维持黑色素瘤细胞的ROS稳态,进而调控细胞周期、凋亡、迁移和侵袭相关蛋白表达,从而影响黑色素瘤细胞的增殖、凋亡、迁移和侵袭;H2O2/NAC分别处理Nrf2 OE或Si-Nrf2黑色素瘤细胞,其表型和相关分子表达得以回复。② NOX4过表达通过调控CyclinD/CDK4、P53/P27以及MMP2表达,促进黑色素瘤细胞增殖、侵袭和侵袭能力;NOX4激活剂/抑制剂处理Nrf2 OE或Si-Nrf2黑色素瘤细胞,其ROS水平、GSH/GSSG比值等得以回复。③ 双荧光素酶和ChIP实验证实在人黑色素瘤细胞中,Nrf2可作为转录因子,可以直接结合于NOX4 基因启动子区域的-1135 bp~-1120 bp和-393 bp~-378 bp位点处,从而调控黑色素瘤细胞NOX4 的转录。. 体内研究:① Nrf2或者GPx3的敲减可促进体内裸鼠移植瘤的生长,而过表达则抑制肿瘤生长。② 干扰Nrf2表达可上调瘤体组织NOX4蛋白表达,同时下调周期抑制蛋白P27的表达。. 本研究阐明了Nrf2-NOX4系统在黑色素瘤ROS稳态维持中的调控作用,并首次证实了Nrf2在转录水平调控NOX4的表达,这为进一步阐明黑色素瘤ROS的精细调控机制,以及针对ROS干预和药物开发治疗黑色素瘤提供理论基础和实验数据。
期刊论文列表
专著列表
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专利列表
DOI:--
发表时间:2020
期刊:BMC Cancer
影响因子:--
作者:Agbana YL;Abi ME;Ni Y;Xiong G;Chen J;Yun F;Yi Z;Zhang Q;Yang Z;Kuang Y;Zhu Y
通讯作者:Zhu Y
DOI:10.13488/j.smhx.20180611
发表时间:2018
期刊:生命的化学
影响因子:--
作者:蒋露;易子寒;朱月春
通讯作者:朱月春
DOI:10.13488/j.smhx.20170627
发表时间:2017
期刊:生命的化学
影响因子:--
作者:杨雨叶;朱月春
通讯作者:朱月春
DOI:10.7150/jca.16858
发表时间:2017
期刊:Journal of Cancer
影响因子:3.9
作者:Zhang Q;Yi X;Yang Z;Han Q;Di X;Chen F;Wang Y;Yi Z;Kuang Y;Zhu Y
通讯作者:Zhu Y
G6PD facilitates clear cell renal cell carcinoma invasion by enhancing MMP2 expression through ROS-MAPK axis pathway
G6PD 通过 ROS-MAPK 轴通路增强 MMP2 表达促进透明细胞肾细胞癌侵袭
DOI:10.3892/ijo.2020.5041
发表时间:2020-07-01
期刊:INTERNATIONAL JOURNAL OF ONCOLOGY
影响因子:5.2
作者:Zhang, Qiao;Han, Qiaoqiao;Zhu, Yuechun
通讯作者:Zhu, Yuechun
LncRNA SAMMSON招募EZH2介导组蛋白和DNA甲基化调控 FOXA2促进黑色素瘤侵袭转移的分子机制
  • 批准号:
    82160540
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    34.1万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    朱月春
  • 依托单位:
NDUFS3通过AMPK靶向PRPS1介导核苷酸代谢重编程调控黑色素瘤细胞增殖凋亡的分子机制
  • 批准号:
    31960200
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    38.0万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    朱月春
  • 依托单位:
长链非编码RNA BANCR与G6PD信号介导黑色素瘤BRAFV600E突变影响肿瘤代谢重编程的作用及其机制
  • 批准号:
    81460421
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    47.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    朱月春
  • 依托单位:
G6PD和NADPH氧化酶调控人黑色素瘤细胞ROS水平及STAT5活性的分子机制
  • 批准号:
    81160246
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    55.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    朱月春
  • 依托单位:
G6PD与人黑色素瘤细胞凋亡及STAT5信号通路的研究
  • 批准号:
    30860322
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万元
  • 批准年份:
    2008
  • 负责人:
    朱月春
  • 依托单位:
云南阿昌族G6PD全基因扫描及其克隆表达
  • 批准号:
    30460049
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万元
  • 批准年份:
    2004
  • 负责人:
    朱月春
  • 依托单位:
国内基金
海外基金