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乙酰化/去乙酰化修饰调控ATG4B活性的分子机制及其在HCC细胞自噬与存活中的作用研究
结题报告
批准号:
81872024
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
何凤田
学科分类:
H1803.肿瘤细胞命运
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
倪振洪、周鹏、钟丹、张楠、陈岺曦、李涛、时荣臣
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中文摘要
自噬相关蛋白ATG4B是哺乳类细胞自噬调节的关键蛋白,其与肝细胞癌(HCC)密切相关。乙酰化/去乙酰化修饰是蛋白质活性调节的重要方式,但其是否参与调节ATG4B的活性,目前尚未见报道。我们通过前期探索,证实ATG4B活性(而非其蛋白水平)的升高促进了饥饿条件下HCC细胞的自噬与存活,进而首次发现乙酰化水平的变化可能是调节ATG4B活性的重要因素。据此提出如下假设:赖氨酸乙酰转移酶可能通过催化ATG4B的乙酰化修饰而降低ATG4B的活性,从而抑制HCC细胞的自噬与存活;而去乙酰化酶SIRT1诱导的ATG4B去乙酰化则可能通过升高ATG4B的活性而促进HCC细胞的自噬与存活。本项目将围绕该假设开展一系列研究,以期率先揭示乙酰化/去乙酰化修饰调控ATG4B活性的具体分子机制,明确相关机制是影响HCC细胞自噬与存活的重要方式,为探索和设计以ATG4B及其乙酰化/去乙酰化修饰为靶标的抗HCC新策略提供科学依据。
英文摘要
Autophagy related 4B (ATG4B) is a key protein in the regulation of autophagy in mammalian cells, and it is closely related with hepatocellular carcinoma (HCC). Acetylation/deacetylation plays important roles in regulating the activities of proteins. However, it is unknown at present whether acetylation/deacetylation is involved in the regulation of ATG4B activity. Our pilot investigation demonstrated that the elevation of ATG4B activity (but not its protein level) promoted the autophagy and survival of HCC cells under starvation. Furthermore, we for the first time showed that the change of acetylation level may be an essential factor for manipulating ATG4B activity. Based on the innovative findings, we hypothesize that lysine acetyltransferase may decrease the activity of ATG4B and suppress the autophagy and survival of HCC cells by catalyzing ATG4B acetylation, while the deacetylase SIRT1-induced deacetylation of ATG4B may enhance the autophagy and survival of HCC cells through increasing ATG4B activity. In the present project, we will carry out a series of studies around this hypothesis in order to illustrate the detailed molecular mechanisms by which acetylation/deacetylation regulates ATG4B activity. Furthermore, we will clarify that the above molecular mechanisms are important ways to influence the autophagy and survival of HCC cells. The expected results of this project may provide scientific evidences for exploring and designing novel anti-HCC strategies by targeting ATG4B and its acetylation/deacetylation.
自噬相关蛋白ATG4B是哺乳类细胞自噬调节的关键蛋白,其与肝细胞癌(HCC)细胞的自噬与存活密切相关。乙酰化/去乙酰化修饰是蛋白质活性调节的重要方式,但其是否参与调节ATG4B的活性,目前未见报道。因此,阐明乙酰化/去乙酰化修饰调控ATG4B活性的具体分子机制及其在HCC细胞自噬与存活中的作用,对于探索以ATG4B及其乙酰化/去乙酰化修饰为靶标的抗HCC新策略具有重要意义。在本项目中,我们发现ATG4B的去乙酰化在饥饿诱导的自噬中发挥了重要作用。机制研究显示,在饥饿状态下,HCC细胞中cyclin E水平下调,使得游离CDK2增多(即CDK2-cyclin E复合体减少),从而使CDK2活性降低,进而使去乙酰化酶SIRT2的磷酸化水平下降,SIRT2活性升高;同时,饥饿可使乙酰转移酶p300水平降低。SIRT2活性升高和p300水平降低,均可导致ATG4B的乙酰化水平下降,其活性升高,从而增强保护性自噬,促进HCC细胞的存活与生长。进一步研究发现,SIRT2催化ATG4B去乙酰化和p300催化ATG4B乙酰化的位点均为K39位点。以上发现揭示了一条ATG4B乙酰化/去乙酰化依赖的自噬调控新机制,为探索以ATG4B及其乙酰化/去乙酰化修饰为靶标的抗HCC新策略提供了科学依据,同时也为设计模拟或干预SIRT2(或p300)与ATG4B之间相互作用的有效措施奠定了实验基础。.此外,我们还发现:①lncRNA CRNDE可通过吸附和下调miR-543而增强ATG4B mRNA的稳定性,从而升高ATG4B蛋白的水平,进而促进保护性自噬,降低HCC细胞对索拉非尼的敏感性。该结果提示抑制“CRNDE/ATG4B/自噬”通路可能增强索拉非尼对HCC细胞的杀伤效应。②核受体LXR可通过上调miR-124-3p而降低cyclin D1和CDK6的表达水平,从而抑制HCC细胞的存活与生长;③二氯乙酸盐可增强索拉非尼杀伤HCC细胞的效应。机制研究显示,二者联用可显著升高HCC细胞中ROS的水平,继而激活JNK,促进抗凋亡蛋白Mcl-1的磷酸化,从而加速Mcl-1降解,促进HCC细胞凋亡;④左旋棉酚可通过下调抗凋亡蛋白Survivin而增强表柔比星对HCC细胞的杀伤效应,从而为探索增敏表柔比星抗HCC的新措施提供了科学依据。.基于以上有关研究结果,已发表SCI论文6篇、会议论文2篇。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Dichloroacetate enhances the anti-tumor effect of sorafenib via modulating the ROS-JNK-Mcl-1 pathway in liver cancer cells
二氯乙酸通过调节肝癌细胞中ROS-JNK-Mcl-1通路增强索拉非尼的抗肿瘤作用
DOI:10.1016/j.yexcr.2021.112755
发表时间:2021-08-03
期刊:EXPERIMENTAL CELL RESEARCH
影响因子:3.7
作者:Sun, Liangbo;Jiang, Yangzhou;Lian, Jiqin
通讯作者:Lian, Jiqin
Deacetylation of ATG4B promotes autophagy initiation under starvation.
ATG4B 去乙酰化促进饥饿条件下自噬的启动
DOI:10.1126/sciadv.abo0412
发表时间:2022-08-05
期刊:Science advances
影响因子:13.6
作者:
通讯作者:
(-)-Gossypol enhances the anticancer activity of epirubicin via downregulating survivin in hepatocellular carcinoma
()-棉酚通过下调肝细胞癌中的生存素增强表柔比星的抗癌活性
DOI:10.1016/j.cbi.2022.110060
发表时间:2022-08-03
期刊:CHEMICO-BIOLOGICAL INTERACTIONS
影响因子:5.1
作者:Jiang, Wenbin;Wang, Wan;He, Fengtian
通讯作者:He, Fengtian
Upregulation of miR-124-3p by Liver X Receptor Inhibits the Growth of Hepatocellular Carcinoma Cells Via Suppressing Cyclin D1 and CDK6.
肝脏 X 受体上调 miR-124-3p 通过抑制细胞周期蛋白 D1 和 CDK6 抑制肝细胞癌细胞的生长
DOI:10.1177/1533033820967473
发表时间:2020-01
期刊:Technology in cancer research & treatment
影响因子:2.8
作者:Zhong D;Lyu X;Fu X;Xie P;Liu M;He F;Huang G
通讯作者:Huang G
DOI:10.1080/15548627.2022.2117887
发表时间:2022-09
期刊:Autophagy
影响因子:13.3
作者:Haojun Xiong;Liangbo Sun;Jiqin Lian;Fengtian He
通讯作者:Fengtian He
去泛素化酶OTUB1稳定SERPINB3和pJNK1蛋白的分子机制及其在促进HCC细胞增殖中的作用研究
“ATG4B-Akt”正反馈环路形成的分子机制及其促HCC细胞生长作用的研究
PPARγ激动剂增敏ABT-263抗肝细胞癌的作用及分子机制研究
"FXR-SOCS3信号通路"的确立及其在抗肝脏炎症中的作用及机制研究
法尼醇X受体上调血栓调节蛋白表达的分子机制及该上调作用在抗炎中的重要性
核受体FXR上调蛋白多糖Decorin表达的分子机制及意义
人HMGB1酸性尾端中抗菌相关功能位点的解析及其新型衍生分子的构建
人BAFF新型抑制分子的构建及功能鉴定
人可溶性BLys结合小肽的筛选及其免疫抑制功能分析
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